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quinta-feira, 8 de setembro de 2022

 

A equipe de pesquisa confirma que as condições de gelo existiam na região do Polo Sul durante o período Cretáceo Superior

Magma e gelo
Mapa de leito rochoso da Terra de Vitória do Norte e do Sul, Antártica, mostrando a distribuição do afloramento e localização do Complexo Ígneo Butcher Ridge (BRIC) e outras localidades mencionadas no texto com idades de alteração do Cretáceo Médio a Tardio. Mapa base construído usando o Quantarctica v3.2 do Instituto Polar Norueguês (Matsuoka, K. et al. Quantarctica, um ambiente de mapeamento integrado para a Antártida, Oceano Antártico e ilhas subantárticas. Modelagem e Software Ambiental 140, 105015 (2021)) com dados de afloramentos rochosos do SCAR Antarctic Digital Database (ADD) Versão 7.0. Crédito: Demian A. Nelson et al, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32736-9

Vamos fingir que é o Cretáceo Superior, cerca de 66 a 100 milhões de anos atrás. Temos dinossauros vagando pela terra e espécies primitivas de pássaros de aparência estranha, embora o tubarão como o conhecemos já esteja nadando nos oceanos pré-históricos – que cobrem 82% da Terra. As sequoias e outras coníferas estão fazendo sua estreia, assim como as rosas e as plantas com flores, e com elas vêm as abelhas, cupins e formigas. Acima de tudo, é quente, vulcanicamente ativo e úmido em todo o lugar, sem nenhuma camada de gelo à vista.

Exceto que, de acordo com um grupo de cientistas da UC Santa Barbara, da Universidade de Oregon e da Universidade de Manitoba, as condições de gelo existiam na região do Polo Sul.

"E não era apenas uma geleira de um único vale", disse o geólogo da UCSB John Cottle, "provavelmente eram várias geleiras ou uma grande  ". Ao contrário de nossa imagem amplamente difundida do Cretáceo Superior como "quente em todos os lugares", disse ele, há evidências de que o gelo polar existiu durante esse período, mesmo no auge das condições globais de efeito estufa. O estudo dos geólogos foi publicado na revista Nature Communications .

Um quebra-cabeça pré-histórico

Avanço rápido para hoje. Vamos fingir que estamos na Antártida. É frio, é estéril, e estamos perto de um grande agrupamento de rochas vítreas expostas ao longo das Montanhas Transantárticas, adjacente à plataforma de gelo Ross, chamado Complexo Ígneo Butcher Ridge (BRIC).

"Na verdade, eu ouvi sobre essas rochas quando eu era estudante de pós-graduação, cerca de 20 anos atrás, e elas são realmente estranhas", disse Cottle. Remoto, mesmo para os padrões de exploração da Antártida de hoje, o BRIC é incomum porque a composição e a formação das rochas não são características das formações rochosas próximas, com – entre outras coisas – grandes quantidades de vidro e alterações em camadas que indicam eventos físicos, químicos ou ambientais significativos que mudou sua composição mineral.

Cottle teve a chance de finalmente provar o BRIC em uma expedição recente e, no processo de análise de como ele foi formado, ele e sua equipe encontraram uma "quantidade de água incomumente grande".

“Então você tem uma pedra muito quente que interage com a água e, à medida que esfria, a incorpora ao vidro”, disse ele. "Se você observar a composição, poderá dizer algo sobre de onde veio essa água. Ela pode existir como hidroxila, o que indica que provavelmente veio do  , ou pode ser molecular, o que significa que provavelmente é externa. "

O que eles esperavam ver era que a alteração na rocha era causada pela água já no magma enquanto esfriava. O que eles encontraram em vez disso foi um registro de um processo climático que se pensava não ter existido na época.

Em sua análise espectroscópica das amostras, os pesquisadores determinaram que, embora parte da água tenha realmente se originado com magma à medida que subia do interior da Terra, à medida que a rocha derretida esfriava em vidro logo abaixo da superfície da Terra, ela também incorporava água subterrânea.

"Determinamos que a maior parte da água nessas rochas é derivada externamente", disse Cottle. "Em seguida, medimos a composição isotópica de oxigênio e hidrogênio da água e ela combina muito bem com a composição da neve e do gelo da Antártida."

Para garantir o resultado, Cottle e sua equipe também conduziram a geocronologia de argônio-argônio para datar a rocha e sua alteração.

"O problema é que essas rochas são jurássicas, então cerca de 183 milhões de anos", disse ele. "Então, quando você mede a alteração, o que você não sabe é quando isso aconteceu." Eles conseguiram recuperar a idade da rocha (Jurássico), mas também encontraram uma idade mais jovem (Cretáceo). "Então, quando essas rochas esfriaram e foram alteradas", continuou ele, "também redefiniu o isótopo de argônio, e você pode comparar a idade da alteração com a composição da alteração".

Existem outras rochas vulcânicas semelhantes a cerca de 700 km ao norte do BRIC que também têm uma idade de alteração do Cretáceo, indicando que a glaciação polar pode ter sido regionalmente extensa na Antártida durante esse período. "O que gostaríamos de fazer é ir a outros lugares da Antártida e ver se podemos determinar a escala da glaciação, se recuperarmos os mesmos resultados que já encontramos", disse ele.

Encontrar evidências de grandes camadas de gelo que datam do Cretáceo pode não alterar nossa imagem geral de uma Terra quente e úmida naquela época, disse Cottle, “mas teríamos que pensar no Cretáceo e na Antártida de maneira bem diferente do que fazemos agora”.

A pesquisa neste estudo também foi conduzida por Demian A. Nelson (autor principal) da UCSB, Ilya N. Bindeman da Universidade de Oregon e Alfredo Camacho da Universidade de Manitoba.

sexta-feira, 3 de julho de 2020

How a hidden ocean circulates beneath the Antarctic ice


Como um oceano oculto circula sob o gelo antártico

One of the world's largest icebergs calved from the Ross Ice Shelf in Antarctica.
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.
Read more: Climate scientists explore hidden ocean beneath Antarctica's largest ice shelf

An unexplored ocean

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(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.

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.

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.

quarta-feira, 18 de dezembro de 2019

A terra mais profunda do planeta foi descoberta escondida sob o manto de gelo da Antártica

Por , em 18.12.2019

O mapa da BedMachine revela cordilheiras e vales sob o gelo da Antártica. (Imagem: © Mathieu Morlighem / UCI)
Um novo mapa dos vales, desfiladeiros e montanhas, ocultos pelo gelo da Antártica mostrou a terra mais profunda do planeta e contribuirá para a previsão de perda de gelo futura.

O gélido continente do sul aparenta ser plano mas sob todo o gelo que se acumulou por eras há um velho continente tão “enrugado” quanto qualquer outro. 

Essa textura é muito importante para a previsão de quando e como o gelo vai fluir e quais regiões congeladas seriam mais vulneráveis ​​em um planeta em constante aquecimento. O mapa mais recente, criado pela Nasa, conhecido como BedMachine Antarctica, une as medidas de movimentação do gelo, radar, medidas sísmicas e outros dados para gerar uma imagem detalhada dos recursos escondidos da Antártica.

“Usando o BedMachine para ampliar setores específicos da Antártica, encontramos detalhes essenciais, como solavancos e cavidades sob o gelo que podem acelerar, desacelerar ou até parar o recuo das geleiras”, afirmou Mathieu Morlighem, cientista da Universidade da Califórnia, Irvine (EUA) neste comunicado.

Este novo mapa, publicado na revista científica Nature Geoscience em 12 de dezembro, revela aspectos topográficos antes desconhecidos que moldam o fluxo do gelo na Antártica.

Estes aspectos possuem “implicações importantes para a resposta das geleiras às mudanças climáticas”, detalharam os autores. “Por exemplo, geleiras que fluem através das montanhas transantárticas são protegidas por cordilheiras amplas e estabilizadoras”.

Compreender o fluxo do gelo no continente gelado é cada vez mais crucial à medida que o planeta aquece. Se todo o gelo do continente derretesse, o nível do mar aumentaria em 60 metros. Isso não aconteceria logo mas mesmo que seja gradual os efeitos globais serão devastadores.

Incluso nestes dados está a evidência do desfiladeiro mais profundo de todo o planeta. Ao estudar o montante de gelo fluindo por uma certa região estreita chamada Vale de Denman anualmente, os cientistas perceberam que ele deve descer ao menos 3.500 metros abaixo do nível do mar para acomodar todo o volume de gelo. 

É uma profundidade muito maior do que o próprio Mar Morto, a região mais baixa de terra exposta, que possui 432 metros abaixo do nível do mar, de acordo com o centro de Pesquisa Oceanográfica e Limnológica de Israel .

O mapa traz uma profusão de novas informações sobre quais seriam as regiões do gelo da Antártica em que corre maior risco de deslizamento para o oceano nas décadas e séculos vindouros, afirmam os autores. [LiveScience]