How a hidden ocean circulates beneath the Antarctic ice

Como um oceano oculto circula sob o gelo antártico

By Craig Stevens - National Institute of Water and Atmospheric Research, Christina Hulbe - University of Otago a day ago

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One of the world's largest icebergs calved from the Ross Ice Shelf in Antarctica.

(Image: © Leamus/iStock/Getty Images Plus)

 

Júlio Verne enviou seu submarino fictício, o Nautilus, ao Polo Sul através de um oceano oculto sob uma espessa calota de gelo. Escrito 40 anos antes de qualquer explorador chegar ao polo, sua história era apenas meia ficção.

De fato, existem cavidades oceânicas ocultas ao redor da Antártica, e nossas pesquisas mais recentes exploram como o oceano circula sob as prateleiras de gelo do continente - grandes extensões flutuantes de gelo em terra que sobem e caem com as marés.

Essas plataformas de gelo sustentam a enorme calota de gelo terrestre do continente e desempenham um papel importante na avaliação da futura elevação do nível do mar. Nosso trabalho lança uma nova luz sobre como as correntes oceânicas contribuem para o derretimento na Antártica, que é uma das maiores incertezas nas previsões de modelos climáticos.
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An unexplored ocean

(Image credit: Shutterstock)

A Plataforma de Gelo Ross é a maior placa flutuante de gelo da Terra, com 480.000 quilômetros quadrados. A cavidade oculta oculta se estende por 700 km ao sul da costa da Antártica e permanece praticamente inexplorada.

Sabemos que as prateleiras de gelo derretem principalmente por baixo, banhadas por um oceano em aquecimento. Mas temos muito poucos dados disponíveis sobre como a água se mistura sob o gelo. Isso geralmente é negligenciado nos modelos climáticos, mas nossas novas medidas ajudarão a corrigir isso.

A única outra expedição para a cavidade oceânica sob a plataforma central de gelo Ross remonta à década de 1970 e voltou com resultados intrigantes. Apesar da tecnologia limitada da época, mostrou que a cavidade do oceano não era uma banheira estática. Em vez disso, encontrou camadas finas de massas de água, com temperaturas e salinidades sutilmente diferentes entre as camadas.

Outros estudos oceânicos foram realizados a partir das margens ou do alto. Eles forneceram informações sobre como o sistema funciona, mas para realmente entendê-lo, precisávamos fazer medições diretamente do oceano sob centenas de metros de gelo.


Em 2017, usamos um jato de água quente, modelado em um projeto da British Antarctic Survey, para perfurar 350 metros de gelo no oceano abaixo. Conseguimos manter o líquido do buraco por tempo suficiente para fazer medições detalhadas do oceano e deixar instrumentos para trás para continuar monitorando as correntes e a temperatura do oceano. Esses dados ainda estão chegando via satélite.

 Descobrimos que o oceano oculto age como um estuário maciço com água do mar comparativamente quente (2 ℃) entrando no leito do mar para pedalar perto da superfície em uma combinação de água derretida e água doce subglacial espremida da camada de gelo e da base rochosa escondida da Antártica .

As centenas de metros de gelo isolam a cavidade do oceano dos ventos furiosos e da temperatura do ar congelante da Antártica. Mas nada para as marés. Nossos dados sugerem que as marés empurram o oceano estratificado para frente e para trás, passando por ondulações na parte inferior do gelo e misturando partes da cavidade do oceano.

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This sort of discovery is the ultimate challenge for climate science. How do we represent processes that work at daily scales in models that make projections over centuries? Our data show the daily changes can add up, so finding a solution matters.

For example, data collected outside the ocean cavity and computer models suggest that any given parcel of water spends one to six years making its way through the cavity. Our new data indicate the lower end of the range is more likely and that we should not be thinking in terms of one grand circuit anyway.

The Ross is not the ice shelf in most danger from warming oceans. But its sheer size and its relationship with the neighboring Ross Sea means it is a vital cog in the planetary ocean system.

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A importância dessas plataformas de gelo para o aumento do nível do mar nos próximos séculos é muito aparente. Pesquisas mostram que, se o aquecimento atmosférico exceder 2 ℃, as principais plataformas de gelo antártico entrariam em colapso e liberariam o gelo que flui da calota de gelo do continente - elevando o nível do mar em até 3 metros até 2300.

O que é menos compreendido, mas também potencialmente um agente massivo de mudança, é o impacto da água derretida na circulação termohalina global, um ciclo de transporte oceânico que vê o ciclo oceânico do abismo ao largo da costa da Antártida até as águas superficiais tropicais a cada 1.000 anos ou então.

As prateleiras de gelo da Antártica são como um pit stop nesse circuito e, portanto, o que acontece na Antártica ressoa globalmente. Prateleiras de gelo com derretimento mais rápido mudarão a estratificação do oceano, com repercussões na circulação global do oceano - e um resultado disso parece ser uma maior variabilidade climática.