Um primeiro atlas mundial para estimar os volumes de água das geleiras

A evolução das geleiras de montanha é uma questão importante: em muitos países, elas servem como reservatórios de água potável, têm um impacto econômico principalmente através do turismo e participam da elevação do nível do mar. Essa evolução era até então pouco conhecida. Acabamos de publicar um atlas mundial medindo as velocidades de fluxo e espessuras de mais de 200 geleiras, bem como um artigo científico na revista Nature Geoscience.

Apesar de seu pequeno tamanho (727 km²) em comparação com o tamanho combinado das duas grandes calotas polares, Antártica (000 milhões de km²) e Groenlândia (14 milhão de km²), o derretimento das geleiras das montanhas contribuiu para 30% do aumento do nível do mar desde os anos 1960.

Para além deste impacto global, o papel dos glaciares e a sua evolução é essencial a nível local, pelo que o seu futuro é uma fonte de preocupação crescente para as zonas montanhosas e seus sopés.

Geleiras pouco conhecidas

Apesar desse papel fundamental das geleiras, temos apenas uma ideia muito limitada dos volumes de gelo armazenados nas geleiras. Isso se deve em particular ao fato de que as geleiras estão distribuídas em todas as latitudes, em regiões muitas vezes de difícil acesso. Trabalhar diretamente no campo é, portanto, muito complexo. Assim, as medições da espessura do gelo atualmente existem apenas em pouco mais de1% das geleiras na superfície da Terra (fora das calotas polares da Groenlândia e Antártica).

Devido a essa falta de observações, os cientistas desenvolveram métodos indiretos para estimar as quantidades de gelo na Terra. Esses métodos foram baseados primeiramente na área de geleiras, facilmente mapeadas a partir de fotos aéreas ou imagens de satélite.

A partir dos anos 2000, surgiram métodos baseados na inclinação da superfície da geleira, quando modelos numéricos da superfície da Terra começaram a ser disponibilizados em escala global.

Além da encosta, a velocidade com que a geleira está fluindo é uma informação ainda mais relevante para estimar a distribuição da espessura do gelo. De fato, as geleiras fluem sob o efeito de seu próprio peso; uma imagem frequentemente usada é a de um fluido altamente viscoso, como o mel. Portanto, mapear a velocidade com que a geleira está fluindo é essencial para estimar melhor a distribuição das espessuras de gelo e, portanto, o volume das geleiras.

No entanto, as observações de campo dessas velocidades de fluxo são, novamente, muito limitadas, mas a enorme quantidade de imagens obtidas de satélites abriu enormes oportunidades para medir o fluxo de todas as geleiras da Terra.

Satélites para o resgate

Para quantificar a velocidade do fluxo de todas as geleiras do mundo, pesquisadores do Instituto de Geociências Ambientais de Grenoble e do Dartmouth College (EUA) usaram mais de 800 pares de imagens de satélite. Essas imagens foram adquiridas entre 000 e 2017 pelos satélites Landsat-2018 da NASA e pelos satélites Sentinel-8 e Sentinel-1 da Agência Espacial Europeia (ESA). Esta nova geração de satélites constitui uma revolução para a observação de geleiras, com imagens de todas as terras emergidas adquiridas sistematicamente em intervalos de tempo regulares (de 2 a 5 dias). Por exemplo, os satélites Sentinel-16A e 2B adquirem uma imagem de cada ponto da superfície terrestre a cada 2 dias, com a possibilidade de observar objetos com tamanho de algumas dezenas de metros. Assim, entre duas imagens consecutivas, o deslocamento de uma geleira é claramente visível nessas imagens.


Fluxo de geleiras na Cordillera Blanca nos Andes do Peru. A estimativa do escoamento possibilitou destacar nesta região volumes de gelo inferiores às estimativas anteriores, impactando assim na disponibilidade de água.

Autor fornecida 

Vários milhões de horas de cálculos nos servidores da Universidade Grenoble Alpes foram necessários para montarmos um atlas único do fluxo de mais de 200,000 geleiras ao redor da Terra.

Uma das principais contribuições deste atlas é a cobertura de uma grande diversidade de geleiras, desde pequenas geleiras andinas com apenas alguns quilômetros de extensão, até calotas polares no Ártico canadense ou campos de gelo na Patagônia. , fluindo sobre áreas de vários milhares de quadrados quilômetros. Esses mapas permitem, assim, entender melhor a maneira como as geleiras fluem.

Eles ilustram a grande variedade de comportamentos, com geleiras que fluem a algumas dezenas de metros por ano (como algumas geleiras nos Alpes), e outras cujas velocidades de fluxo atingem vários quilômetros em um único ano (por exemplo, algumas geleiras da Patagônia). Esse banco de dados exclusivo permite aos pesquisadores restringir melhor a representação das geleiras em modelos e, assim, estimar melhor sua evolução futura.


Fluxo da Geleira Upsala, uma das maiores geleiras do Campo de Gelo Sul da Patagônia. As cores vermelhas indicam uma velocidade de fluxo de mais de 1,5 km por ano.

Autor fornecida 

Além disso, é esse atlas exaustivo de velocidades de fluxo de gelo que permitiu à nossa equipe reestimar o mapeamento da distribuição da espessura do gelo e, portanto, do volume das geleiras. De fato, combinando informações sobre a velocidade do fluxo superficial das geleiras com a do declive da superfície, em um modelo numérico que simula a maneira como o gelo desliza e se deforma, propusemos uma nova representação da geometria da geleira.

Em muitas regiões, os resultados deste trabalho fornecem estimativas significativamente diferentes das anteriores, com consequências importantes na disponibilidade de água potável para consumo, mas também, por exemplo, para a agricultura ou produção hidroeléctrica. Por exemplo, nas bacias do Indo e Chenab, localizadas no Himalaia, os estoques de água contidos pelas geleiras seriam 30% maiores do que estudos anteriores. Por outro lado, nos Andes tropicais da América do Sul, as novas estimativas são mais alarmantes, com estoques de água glacial quase um quarto mais baixos, aumentando assim a pressão sobre os recursos hídricos nessas regiões.


Vídeos representando as espessuras de gelo das geleiras Barpu e Chogo no Karakoram (Himalaias).

Além de um novo inventário do volume das geleiras, este estudo permite redefinir a geometria tridimensional das geleiras com maior precisão e de acordo com a mecânica do fluxo de gelo. Isto é crucial para melhor simular a evolução futura dos glaciares e, em particular, para identificar os sectores onde os glaciares irão desaparecer e aqueles onde deverão persistir, pelo menos até ao final do século, embora em nitidamente mais reduzidos.

Este estudo marca uma grande melhoria na quantificação da distribuição da espessura do gelo. No entanto, a estimativa do volume de geleiras permanece sujeita a incertezas significativas, especialmente em regiões do mundo onde as populações são altamente dependentes de geleiras. Para minimizar essas incertezas e melhorar os resultados nessas regiões, é essencial poder ter algumas observações de campo para melhor restringir a calibração da modelagem de espessura. Esta etapa de calibração é ainda mais importante porque as geleiras são objetos variados, sujeitos a múltiplas condições ambientais. Consequentemente, usar em modelos leis de comportamento estabelecidas com base em observações feitas em algumas geleiras é necessariamente uma fonte de incerteza.

Romain Millan, Pós-doutor em glaciologia, Universidade Grenoble Alpes (UGA) et Antoine Rabatel, Glaciologista, Físico da Universidade de Grenoble Alpes, Universidade Grenoble Alpes (UGA)

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob licença Creative Commons. Leia oartigo original.

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