Ameaça por gases de efeito estufa errantes

O navio de pesquisa alemão Polarstern durante uma estação de gelo. Vista de furos para retirar os núcleos de gelo e as amostras de água do gelo marinho ártico. (Foto Stefan Hendricks / AWI)

Cientistas alemães da área de biogeoquímica do Instituto Alfred Wegener no trabalho. Em uma pequena área na qual eles perfuram o gelo com uma barragem oca, eles tomam núcleos de gelo e os viram em pedaços curtos, representando as camadas da superfície do gelo para o fundo. Estes migram bem documentados em sacos e são analisados ​​no navio por diferentes grupos. Após o descongelamento, um núcleo é filtrado para determinar a quantidade de algas de gelo, por exemplo. (Foto: Stefan Hendricks / AWI)

Físicos de gelo marinho da AWI erictaram um campo de gelo para investigar as lagoas de derretimento no gelo marinho do Ártico. (Foto Alfred-Wegener-Institut Mar Fernandez)

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No fundo do mar das regiões litorais rasas ao norte da Sibéria, os microrganismos produzem metano quando quebram os restos da planta. Se este gás com efeito de estufa se aproximar da água, também pode ficar preso no gelo marinho que se forma nessas águas costeiras. Como resultado, o gás pode ser transportado a milhares de quilômetros ao longo do Oceano Ártico e lançado em uma região completamente diferente meses depois. Este fenômeno é objeto de um artigo de pesquisadores do Instituto Alfred Wegener, publicado na edição atual do periódico on-line Scientific Reports. Embora esta interação entre o metano, o oceano e o gelo tenha uma influência significativa nas mudanças climáticas, até o momento não se refletiu nos modelos climáticos.

Em agosto de 2011, o quebra-gelo Polarstern do Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para Pesquisa Polar e Marinha (AWI) estava passando pelo Oceano Ártico coberto de gelo, num curso que a levou apenas a algumas centenas de quilômetros do Pólo Norte . Naquela época, o geoquimista AWI, Ellen Damm, testou as águas do Alto Norte para o metano de gases de efeito estufa. Em uma expedição para a mesma região quatro anos depois, ela teve a chance de comparar as medidas realizadas em diferentes momentos e encontrou significativamente menos metano nas amostras de água.

Ellen Damm, juntamente com a Dra. Dorothea Bauch, do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research em Kiel e outros colegas, analisaram as amostras para determinar os níveis regionais de metano e as fontes. Ao medir os isótopos de oxigênio no gelo do mar, os cientistas conseguiram deduzir onde e quando o gelo se formou. Para fazê-lo, eles também tomaram amostras de gelo marinho. Suas descobertas: o gelo transporta o metano pelo oceano Ártico. E parece fazê-lo de forma diferente a cada ano, como os dois pesquisadores e seus colegas do AWI, o Instituto Meteorológico da Finlândia em Helsinque e a Academia Russa de Ciências em Moscou se relacionam no jornal on-line Scientific Reports.

As amostras de 2011 vieram de gelo marinho que começaram sua longa jornada norte nas águas costeiras do mar de Laptev, no leste da Sibéria, quase dois anos antes, em outubro de 2009. As amostras de 2015, que só estavam em andamento na metade do Oceano Ártico Por enquanto, mostrou um nível marcadamente mais baixo do gás com efeito de estufa. A análise revelou que este gelo foi formado muito mais para fora, nas águas oceânicas mais profundas. No entanto, até agora, os modelos de pesquisadores do clima não levaram em consideração a interação entre o metano, o Oceano Ártico e o gelo flutuando sobre ele.

Toda molécula de metano no ar tem 25 vezes o efeito sobre o aumento da temperatura em comparação com uma molécula de dióxido de carbono liberada para a atmosfera pela queima de carvão, petróleo ou gás. O metano no Ártico também tem um enorme impacto no aquecimento nas latitudes do norte e agrava ainda mais o aquecimento global - uma boa razão para investigar o ciclo do metano no Alto Norte mais de perto.

O metano é produzido por criação de gado e cultivo de arroz, bem como por vários outros processos naturais. Por exemplo, os restos de algas e outros materiais vegetais se acumulam no chão do mar pouco baixo de Laptev e em outras águas rasas da costa do Ártico. Se não houver oxigênio, os microorganismos quebram essa biomassa, produzindo metano. Até à data, as simulações prestaram pouca atenção às rotas do carbono e liberação de metano das regiões árticas.

No outono, quando a temperatura do ar cair, muitas áreas de água aberta também começam a esfriar. "O gelo do mar se forma na superfície dos mares da prateleira russa e é conduzido para o norte pelos ventos fortes", explica o físico do gelo marinho do AWI, Dr. Thomas Krumpen, que também participou do estudo. A formação de gelo e os ventos marinhos produzem fortes correntes nesses mares marginais superficiais, que agitam o sedimento e carregam o metano produzido lá na coluna de água. O metano também pode ser preso no gelo que se forma rapidamente nessas áreas abertas de água - também conhecidas como polynya - no inverno.

"À medida que mais água de mar congela, pode expulsar a salmoura contida dentro, arrastando grandes quantidades de metano trancadas no gelo", explica a pesquisadora da AWI, Ellen Damm. Como resultado, uma camada de água é formada sob o gelo que contém grandes quantidades de sal e metano. No entanto, o gelo na superfície e a água salgada densa abaixo, juntamente com o gás de efeito estufa que contém, são todos empurrados pelo vento e pelas correntes. De acordo com Thomas Krumpen, "demora cerca de dois anos e meio para o gelo formado ao longo da costa do mar de Laptev para ser transportado através do oceano Ártico e passado o pólo norte no estreito de Fram entre o custo leste da Groenlândia e Svalbard. "Escusado será dizer que o metano preso no gelo e a água salgada subjacente são para o passeio.

O aumento das temperaturas produzidas pelas mudanças climáticas está a derreter cada vez mais esse gelo. Tanto a área da água coberta pelo gelo do mar e a espessura do gelo têm vindo a diminuir nos últimos anos, e um vento mais fino é soprado cada vez mais rápido pelo vento. "Nos últimos anos, observamos que o gelo é carregado através do Oceano Ártico mais rápido e mais rápido", confirma Thomas Krumpen. E esse processo, naturalmente, significa mudanças importantes no volume de negócios do metano do Ártico. Conseqüentemente, a quantificação das fontes, sumidouros e rotas de transporte de metano no Ártico continua a representar um desafio considerável para a comunidade científica.