Glaciar 79°N: o lago de degelo que está a fracturar a língua flutuante

Bem acima do Oceano Ártico, uma língua glaciar flutuante dobra-se, estala e eleva-se à medida que a água de degelo irrompe pelo seu interior, oferecendo uma observação rara, em tempo real, de como um clima em aquecimento pode desestabilizar rapidamente gelo que durante muito tempo pareceu relativamente estável.

Uma língua glaciar sob pressão

Na costa remota do nordeste da Gronelândia, a língua de gelo Nioghalvfjerdsbræ - mais conhecida como Glaciar 79°N - transformou-se num verdadeiro laboratório natural para cientistas do clima. É uma das apenas três grandes línguas glaciares flutuantes que ainda existem na Gronelândia, e isso, por si só, torna-a crucial para projectar a subida futura do nível do mar.

Desde meados da década de 1990, esta zona aqueceu de forma acentuada. Água oceânica mais quente está a corroer o glaciar por baixo. Em simultâneo, a subida das temperaturas do ar converteu partes da superfície numa paisagem sazonal de lagoas e ribeiros.

Em 1995, imagens de satélite mostraram um fenómeno novo: um grande lago de água de degelo instalado mesmo no topo da língua glaciar. Esse lago, com cerca de 21 quilómetros quadrados, passou desde então a ser o centro de um estudo detalhado liderado por investigadores do Instituto Alfred Wegener (AWI), na Alemanha.

"O lago não se limita a congelar e a voltar a derreter. Ele escoa repetidamente em episódios súbitos e violentos que remodelam o próprio glaciar."

A equipa já registou sete grandes escoamentos a partir deste único lago, quatro deles apenas nos últimos cinco anos. Em cada ocorrência, volumes enormes de água doce disparam por fracturas e por condutas verticais no gelo, descendo até à base do glaciar e seguindo em direcção ao oceano.

Um lago gigante que desaparece durante a noite

Sete escoamentos, cada vez mais rápidos e estranhos

Quando o lago escoa, fá-lo depressa - à escala de horas a dias. Em imagens de satélite obtidas antes e depois, uma superfície azul-viva dá lugar, de um momento para o outro, a um padrão opaco e fragmentado. Onde havia água tranquila, surge uma malha complexa de fendas.

A partir de 2019, os cientistas do AWI detectaram uma novidade marcante na geometria desses campos de fracturas: grandes formações triangulares a irradiar para fora da bacia já drenada. Estas estruturas diferem das formas mais circulares, do tipo abatimento, que são típicas quando lagos superficiais escoam noutros glaciares.

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

Essas aberturas chamam-se 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 um quilómetro de profundidade. Assim que o lago ultrapassa um nível crítico, estes moulins conseguem transportar quantidades imensas de água em muito pouco tempo.

Imagens obtidas por aeronaves e satélites indicam ainda que, mesmo depois de um grande episódio de drenagem, a água continua a circular pelos moulins durante algum tempo. Em vez de um único jorro, o glaciar é atravessado por sucessivos pulsos de água de degelo.

O comportamento invulgar do gelo “vivo”

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

Esta dupla natureza ajuda a perceber porque é que o sistema triangular de fracturas persiste. À superfície, as fendas mantêm-se visíveis e quase inalteradas durante anos. No interior do glaciar, medições por radar mostram que os canais se transformam, estreitam e fecham parcialmente à medida que o gelo flui e volta a congelar - mas não desaparecem por completo.

Isto significa que cada época de degelo no verão não começa do zero. Fragilidades já existentes podem ser reactivadas quando chega nova água de degelo, o que pode explicar porque é que o lago tem escoado com maior frequência nos últimos anos.

• Comportamento viscoso: o gelo flui lentamente encosta abaixo sob o seu próprio peso.
• Comportamento elástico: o gelo pode flectir, fissurar e recuperar quando sujeito a tensões rápidas.
• Resultado: sistemas de fracturas duradouros que podem reabrir quando a pressão da água aumenta.

Quando a água levanta um glaciar inteiro

Uma bolha escondida sob o gelo

Um dos resultados mais impressionantes do estudo do AWI surge a partir de sombras subtis em fotografias aéreas e de ecos registados por radar de penetração no gelo.

Ao longo de algumas linhas de fractura, os dois lados da fenda não estão à mesma cota. Um deles apresenta-se ligeiramente mais alto, sugerindo que o gelo foi empurrado de baixo para cima. A maior elevação ocorre exactamente sob a antiga bacia do lago.

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

Os perfis de radar revelam o que se assemelha a uma bolha de água retida sob o glaciar. Essa pressão adicional 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 essa elevação continuam visíveis.

Este levantamento não altera apenas a forma do glaciar. Quando a pressão de água aumenta na base, a fricção entre o gelo e a rocha ou os sedimentos por baixo diminui. 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 por computador, 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 usados modelos viscoelásticos - ferramentas matemáticas que incorporam tanto o escoamento como a elasticidade do gelo - para testar se estas vias de drenagem conseguem voltar a fechar por completo ou se cada episódio deixa o sistema um pouco mais preparado para o seguinte.

"A questão central agora é saber se as 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 surtos esporádicos para um padrão mais regular de drenagens rápidas e repetidas. Cada evento injecta um pulso extremo de água de degelo na parte inferior do glaciar, alterando as condições basais em escalas 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 já ultrapassou um limiar a partir do qual fracturas e canais se mantêm como elementos semi-permanentes, prontos a reactivar-se assim que o degelo retoma.

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

Fendas a subir para zonas mais elevadas do glaciar

Os pormenores de um lago isolado num único glaciar podem parecer um assunto local. No entanto, para quem modela mantos de gelo, este sistema fornece dados raros sobre como o degelo à superfície se liga a uma rede de “canalização” profunda e invisível dentro de grandes massas de gelo.

Com o aquecimento atmosférico, a faixa onde podem formar-se lagoas de degelo está a avançar para o interior e para altitudes maiores ao longo da encosta do Glaciar 79°N. Hoje, novas fracturas e novos lagos afectam uma área maior da língua de gelo do que na década de 1990.

Este processo não é exclusivo do nordeste da Gronelândia. Em toda a camada de gelo, milhares de lagos sazonais surgem todos os verões. Alguns voltam simplesmente a congelar. Outros drenam de forma catastrófica, abrindo caminho através de centenas de metros de gelo. Até agora, os modelos têm tido dificuldade em representar estes episódios de forma realista.

Processo	Efeito no glaciar
Degelo à superfície e formação de lago	Acrescenta peso e pressão de água na superfície do gelo
Drenagem do lago através de moulins	Entrega rapidamente água à base do glaciar
Aumento da pressão de água basal	Reduz a fricção, pode acelerar o escoamento do gelo
Ciclos repetidos de drenagem	Mantém fracturas e canais, altera o comportamento do glaciar

O estudo do AWI disponibiliza geometrias medidas de fracturas, tempos de drenagem e indícios de estruturas internas duradouras que agora podem ser incorporados em modelos numéricos da camada de gelo da Gronelândia. Modelos mais robustos, por sua vez, ajudam a restringir as projecções sobre a rapidez com que o gelo fluirá para o oceano à medida que o planeta aquece.

Termos-chave e o que significam realmente

Parte da linguagem técnica usada nesta investigação esconde ideias simples:

• Moulin: um poço quase vertical no gelo que transporta a água da superfície para a base de um glaciar. Pode ser entendido como um tubo de drenagem gigante, escavado pela água em movimento.
• Lago subglaciário: um corpo de água líquida retido sob o gelo. Estes lagos podem ser pequenas poças ou grandes bacias que se estendem por quilómetros.
• Modelação viscoelástica: uma forma de simular materiais que tanto escoam como recuperam elasticamente. Nos glaciares, ajuda a prever como o gelo fissura, flecte e se deforma lentamente.
• Língua glaciar: uma extensão longa e estreita de gelo que flutua no mar, mantendo-se ligada à camada de gelo principal em terra.

Compreender estes mecanismos também torna mais nítida a avaliação do risco. Uma língua glaciar enfraquecida por fracturas pode desintegrar-se com maior facilidade quando exposta a tempestades, ao aquecimento do oceano ou a mais água de degelo. Se se destacarem grandes blocos, perde-se uma espécie de “porta” natural que abranda o escoamento do gelo proveniente de vales interiores para o oceano.

Uma preocupação emergente é o efeito combinado do degelo superficial e do calor oceânico. Água do mar mais quente pode afinar a língua flutuante por baixo, ao mesmo tempo que lagos e fendas a fragilizam por cima. Esta dupla pressão pode reduzir a longevidade de estruturas como a língua do Glaciar 79°N, 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 basal permanecem activos por mais tempo e a língua glaciar responde com maior velocidade de escoamento e flexão mais intensa. Embora os valores exactos variem entre modelos, todos apontam no mesmo sentido: este comportamento de “fissurar e drenar” tende a intensificar-se à medida que o Árctico aquece.