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Como o verão no Ártico e as poças de água de degelo libertam partículas nucleantes de gelo que moldam as nuvens

Cientista em roupa branca analisa amostra de água gelada perto de lago ártico rodeado de gelo e neve.

O verão no Ártico faz mais do que derreter o gelo - também transforma, de forma discreta, o céu por cima dele. À medida que o gelo marinho amolece, espalham-se à superfície pequenas poças rasas de água de degelo. Essas poças libertam para a atmosfera partículas minúsculas que ajudam as nuvens a formar-se e a evoluir.

As nuvens têm um papel determinante no clima do Ártico, ao regularem quanta luz solar é reflectida e quanta energia térmica fica retida. Numa região que aquece a grande velocidade, alterações mínimas na formação de nuvens podem ter efeitos desproporcionados.

Investigação recente indica que parte dessas mudanças pode começar num local inesperado - dentro destas poças de degelo.

Partículas minúsculas com um papel enorme

Estas partículas chamam-se partículas nucleantes de gelo. São elas que ajudam a iniciar a formação de cristais de gelo nas nuvens.

O vapor de água no ar precisa de uma superfície onde se fixar antes de congelar, e estas partículas fornecem esse “ponto de apoio”. Sem elas, as nuvens formar-se-iam de outra forma ou, em alguns casos, nem chegariam a formar-se.

A origem destas partículas é variada. Algumas são fragmentos de poeiras. Outras resultam de aerossóis gerados pelo salpico do mar.

No entanto, no Ártico existe um contributo surpreendente: a vida. Micróbios e bactérias retidos no gelo ou na água podem tornar-se aerotransportados e ajudar a dar início à formação de nuvens.

Actividade dentro das poças de água de degelo

O novo estudo concentra-se em poças pouco profundas que se acumulam sobre o gelo marinho. Formam-se com a neve derretida, mas não são água “limpa”.

Pode infiltrar-se água do mar. Podem misturar-se sedimentos provenientes de camadas inferiores. E nelas vivem e circulam pequenos organismos. É um sistema pequeno, mas muito activo, comprimido numa lâmina de água.

Os cientistas recolheram amostras do gelo marinho e quantificaram as partículas libertadas para o ar na zona em torno destas poças.

Os especialistas observaram que as áreas com água de degelo apresentavam concentrações mais elevadas de partículas nucleantes de gelo do que a água do mar circundante. Isto sugere que a actividade biológica no interior das poças é um factor provável.

O trabalho foi realizado por uma equipa da Colorado State University, com amostras recolhidas durante a Expedição MOSAiC, um grande esforço de investigação no Ártico que decorreu entre 2019 e 2020.

Um olhar raro sobre o Ártico

A Expedição MOSAiC esteve longe de ser um projecto pequeno. Reuniu cientistas de 20 países. O objectivo era perceber de que forma o gelo marinho do Ártico está a mudar e o que isso significa para o planeta.

Estudar o Ártico não é simples. O tempo severo, as localizações remotas e os longos períodos de escuridão tornam a recolha de dados particularmente difícil.

Camille Mavis, doutoranda e responsável pela liderança do estudo, explicou por que razão o Ártico oferece uma oportunidade única.

“"As nuvens são complexas, e ainda existe muita incerteza associada à forma como as interacções com aerossóis afectam, no geral, os efeitos radiativos das nuvens. Desenvolver uma compreensão do papel que estas partículas desempenham ajudará na modelação meteorológica e numa série de outros benefícios no futuro", afirmou.

"Os nossos modelos actuais não conseguem imitar bem estas nuvens neste momento, sobretudo em regiões polares."”

As nuvens do Ártico comportam-se de forma única

As nuvens sobre o Ártico não se comportam da mesma maneira que as que se formam sobre oceanos mais quentes. Os “ingredientes” podem parecer semelhantes, mas os resultados não são. A temperatura, a luz e as condições à superfície influenciam o processo.

“"As nuvens no Ártico são diferentes daquelas que se encontram no Pacífico ou no Atlântico. Comportam-se de forma distinta apesar de terem alguns dos mesmos materiais e processos gerais", disse Jessie Creamean, cientista de investigação envolvida no estudo.

"Isso é parte da razão pela qual queremos compreender como se formam lá, porque cada região é única neste processo pequeno, mas importante. O nosso trabalho mostra as interacções complexas e a composição destas poças e como contribuem para esse processo."”

Apenas um pequeno número de estudos tinha analisado anteriormente a água de degelo como fonte destas partículas. Isso faz com que estes resultados se destaquem, sobretudo à medida que o Ártico continua a transformar-se.

A rapidez do aquecimento no Ártico

O Ártico está a aquecer mais depressa do que qualquer outra região da Terra. De facto, está a aquecer quatro vezes mais rapidamente do que a média global.

Essa velocidade altera tudo. O gelo começa a derreter mais cedo. As épocas de degelo prolongam-se. E as pequenas poças à superfície podem tornar-se mais frequentes.

Mais poças podem significar mais partículas a entrar na atmosfera. Até mudanças ligeiras no que existe dentro dessas poças podem afectar a forma como as nuvens se formam. Por sua vez, isso pode influenciar quanta energia térmica fica retida na região.

“"As partículas estudadas podem desencadear a formação de gelo a temperaturas relativamente quentes e parecem estar mais estreitamente associadas ao tempo passado sobre o gelo do que sobre o oceano aberto", afirmou a co-autora do estudo Sonia Kreidenweis.

"É necessária mais investigação para compreender como são libertadas a partir da água de degelo e qual o seu peso no balanço radiativo, à medida que as épocas de degelo no Ártico se tornam mais longas e mais extensas."”

O estudo completo foi publicado na revista científica Cartas de Investigação Geofísica.

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