Como o transporte de Ekman mantém aberta a polínia de Maud Rise no gelo marinho antártico

As últimas peças de um enigma que desconcertou os cientistas durante décadas encaixaram finalmente.

A enigmática polínia de Maud Rise no gelo marinho antártico

Durante o inverno, no gelo que cobre o mar de Weddell, na Antártida, abre-se por vezes um enorme buraco junto de um pico submerso chamado Maud Rise, deixando à vista as águas escuras e geladas sob a camada de gelo. Detetado pela primeira vez em 1974, este fenómeno não surge todos os anos, levando os investigadores a tentar perceber que condições concretas são necessárias para o provocar.

Desde que o buraco reapareceu em 2016 e 2017, a explicação começou gradualmente a ganhar forma. A combinação de imagens de satélite, instrumentos autónomos flutuantes, focas com chapéus e modelação computacional permitiu finalmente encontrar as respostas, que envolvem o vento a arrastar camadas de água e a gerar aquilo que se conhece como espiral de Ekman.

"O transporte de Ekman", afirma o oceanógrafo Alberto Naveira Garabato, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, "era o ingrediente essencial em falta, necessário para aumentar o equilíbrio de sal e sustentar a mistura de sal e calor em direção à água superficial."

Os buracos no gelo marinho antártico, designados polílias, são frequentemente observados perto da costa. Funcionam como janelas através das quais mamíferos marinhos, como focas e baleias, podem respirar.

Mais longe da costa, são muito menos frequentes. De facto, a abertura recorrente conhecida como polínia de Maud Rise intriga os cientistas desde que foi identificada numa imagem de satélite há meio século.

Em 1974, o gigantesco buraco tinha aproximadamente a dimensão da Nova Zelândia. Voltou a formar-se em 1975 e 1976, mas, depois disso, apenas surgiu de forma breve e pouco intensa, até os cientistas suspeitarem que poderia ter desaparecido definitivamente.

Contudo, em 2016 e 2017, regressou em força: uma abertura no gelo com o tamanho do Maine.

Correntes e água salgada sob Maud Rise

A polínia de Maud Rise de 2017 foi o exemplo mais extenso e duradouro deste fenómeno desde a década de 1970, pelo que os investigadores começaram a estudá-la. A reunião dos dados obtidos pelas fontes referidas revelou que contribuíram diversos fatores, todos eles obrigados a coincidir da forma certa para produzir a polínia.

Um desses fatores foi uma corrente circular no mar de Weddell, particularmente intensa em 2016 e 2017, que provocou a subida de água quente e especialmente salgada.

"Esta subida de água ajuda a explicar como o gelo marinho pode derreter", explica o oceanógrafo Fabien Roquet, da Universidade de Gotemburgo, na Suécia.

"Mas, à medida que o gelo marinho derrete, a água à superfície torna-se mais doce, o que, por sua vez, deveria interromper a mistura. Portanto, tem de estar a ocorrer outro processo para que a polínia persista. Tem de existir uma entrada adicional de sal proveniente de algum lugar."

O sal pode baixar consideravelmente o ponto de congelação da água. Assim, se a água da polínia for particularmente salina, isso poderá explicar a persistência da abertura. A equipa regressou, por isso, aos dados e aos modelos computacionais do oceano para determinar a origem desse sal adicional.

Os investigadores concluíram que os turbilhões turbulentos criados quando a corrente de Weddell contorna Maud Rise transportam sal até ao topo do monte submarino.

O transporte de Ekman sustenta a abertura

A partir daí, entra em ação o transporte de Ekman. Este fenómeno ocorre quando o vento sopra sobre a superfície do oceano e cria arrasto. A água não é apenas puxada nessa direção: também é desviada lateralmente, como a esteira deixada por um barco, passando a rodar em espiral como um parafuso. Quando a camada superior de água se afasta devido ao vento, a água situada por baixo sobe para ocupar o seu lugar.

No caso da polínia de Maud Rise, essa água ascendente transporta a acumulação de sal que paira em redor de Maud Rise, impedindo que o buraco volte a congelar.

Esta descoberta pode ajudar os cientistas a prever o que acontecerá ao gelo marinho antártico no futuro, uma questão de grande importância para o clima global. Os climatologistas já antecipam que os ventos de inverno na Antártida se tornarão mais fortes e mais frequentes, o que poderá levar ao aparecimento mais regular de grandes polílias nos próximos anos.

Por sua vez, isso poderá ter consequências para os oceanos do mundo.

"A marca deixada pelas polílias pode permanecer na água durante vários anos depois de se formarem", afirma a climatologista Sarah Gille, da Universidade da Califórnia em San Diego. "Podem alterar a forma como a água circula e como as correntes transportam calor em direção ao continente. As águas densas que se formam aqui podem espalhar-se por todo o oceano global."

A investigação foi publicada na Science Advances.