A Antártida Oriental alberga a maior camada de gelo da Terra, contendo água suficiente para elevar o nível global do mar em 52 metros, caso derreta completamente. No entanto, durante décadas, tem intrigado os cientistas sobre como e porquê estas camadas de gelo se formaram.
Na verdade, existem dois mistérios interligados. Primeiro, a Antártica estava coberta de gelo há cerca de 34 milhões de anos – um período conhecido como transição Eoceno-Oligoceno – quando a região do Ártico estava Sem gelo por mais 25 milhões de anos ou mais.
Os níveis de dióxido de carbono na atmosfera caíram drasticamente durante esse período e desempenharam um papel importante na redução das temperaturas. Mas se esta fosse a única razão por trás da transformação, então ambos os pólos deveriam ter esfriado juntos. Eles não.
Isto significa que alguma outra coisa provavelmente estava dando uma vantagem à Antártida.
O segundo mistério é a temperatura da superfície do mar O Oceano Antártico estava inesperadamente quente 10 milhões de anos ou mais após a formação do manto de gelo da Antártica Oriental. Não esperamos ver se a camada de gelo se formou inteiramente em resposta ao arrefecimento global, caso em que os oceanos circundantes também deveriam ter arrefecido consideravelmente.
meu Nova pesquisa Juntamente com colegas baseados no Reino Unido e na Alemanha, o artigo, publicado na Science, aponta para uma resposta enterrada nas profundezas do gelo: as montanhas da Antártida e as forças geológicas lentas que as criaram.
Um continente em movimento
Esta história começou há cerca de 170 milhões de anos, quando a Antártica e a África convergiram pela última vez. Supercontinente Gondwana. A sua divisão enviou a Antártida numa trajetória em direção ao Pólo Sul – e a enorme fenda também desencadeou uma cadeia de eventos muito abaixo da superfície.
Quando os continentes se separam, o material quente do manto terrestre sobe abaixo deles, esfria e depois afunda. Este movimento rodopiante desestabiliza a base dos continentes vizinhos, desencadeando uma série de instabilidades semelhantes a lâmpadas de lava que desalojam porções das suas raízes profundas, uma por uma.
Este é o problema, diz-se “Onda Cobrindo”Durante milhões de anos varrem abaixo dos continentes, viajando mais de 1.000 quilómetros enquanto perfuram a rocha quente e pegajosa abaixo da superfície.
Minha equipe de pesquisa descobriu esse fenômeno há vários anos. Em dois artigos da Nature, combinámos múltiplas linhas de evidência independentes que apontam todas para a mesma conclusão: as ondas do manto podem desencadear erupções vulcânicas contendo diamantes – explosões violentas que lançam magma das raízes profundas dos continentes, mais de 150 quilómetros abaixo da superfície.
Descobrimos também que estas ondas do manto podem criar pulsos inexplicáveis de elevação de terra longe das zonas de fenda onde o continente originalmente se separou.
Utilizando modelos computacionais que simulam como as paisagens evoluem ao longo de milhões de anos, traçamos agora os efeitos destas ondas na Antártida Oriental. Perto da costa, a fenda criou uma formação semelhante a um penhasco, chamada escarpa, com mais de dois quilómetros de altura.
Centenas de quilómetros para o interior, as ondas do manto movem rochas nas profundezas do continente. Como um balão de ar quente subindo depois de deixar cair o lastro, a camada superficial do solo se eleva gradualmente, formando um planalto gigante e enviando ondas de erosão pela paisagem.
A ascensão não parou por aí. Continuou a migrar para o interior durante cerca de 100 milhões de anos para chegar ao Monte Gamburtsev, a 1.500 km da costa. Esta cordilheira está agora enterrada sob 3 km ou mais de gelo.
A altitude é muito importante para o gelo. A temperatura do ar cai Aproximadamente 1°C para cada 100 metros A elevação é ganha, então mesmo um pouco mais de elevação pode evitar que uma cordilheira perca neve todo verão durante todo o ano.
Até cerca de 50 milhões de anos atrás, a maior parte das montanhas Gamburtsev ficava 1,5 km abaixo, baixa demais para que nevascas abundantes sobrevivessem no verão. Mas os nossos modelos mostram que, desde então, as ondas ascendentes (ver vídeo acima) atingiram esta região montanhosa e empurraram a maior parte da cordilheira acima dos 2 km. Nesta altura, a neve e o gelo podem assentar e começar a acumular-se.
De acordo com os nossos cálculos, há cerca de 45 milhões de anos, a paisagem da Antártida Oriental ultrapassou este limiar para reter e começar a espalhar glaciares de montanha.
De acordo com outra vertente da nossa análise, foi aí que as camadas de gelo começaram a formar-se. No ponto da glaciação continental, as temperaturas globais caíram dos máximos circundantes 30°C há 50 milhões de anos, perto de 20°C.
Depois que as geleiras se formam nas terras altas, dois ciclos de feedback assumem o controle. Primeiro, gelo e neve Reflete muita luz solar Em vez de rocha nua, à medida que a camada de gelo crescia, arrefeceu ainda mais a área circundante. A nossa modelização sugere que só isto reduziu as temperaturas globais em cerca de 1°C.
Em segundo lugar, à medida que o ar sobre a Antárctida arrefecia, continha menos vapor de água, o que aconteceu Um poderoso gás de efeito estufa. O ar seco refere-se a uma manta isolante deficiente sobre a região, fazendo com que as temperaturas caiam ainda mais.
Juntos, estes ciclos de feedback permitem que a camada de gelo se expanda desde a sua fortaleza montanhosa até à costa, fundindo-se eventualmente na única camada de gelo que vemos hoje.
É importante ressaltar que o arrefecimento global de cerca de 1°C não foi suficiente para congelar o Ártico, uma vez que as massas terrestres do Hemisfério Norte não tinham altitude para exceder este limiar. Serão necessários mais 25 milhões de anos até que grandes camadas de gelo também se formem ali, e os níveis de CO₂ e as temperaturas globais sejam muito mais baixos.
As mudanças de temperatura que resultaram da formação das camadas de gelo não foram suficientes para reduzir as temperaturas nos oceanos polares ao redor da Antártica, agravando ambos os mistérios que cercam a origem das suas camadas de gelo.
Preparando o cenário para a Era do Gelo
Nosso trabalho mostra como a geologia prepara o terreno para as eras glaciais. A elevação do terreno determina se um determinado clima é frio o suficiente para o crescimento do gelo.
Este conceito é importante para outros eventos climáticos no passado da Terra. Se os processos profundos da Terra puderam ter criado uma paisagem para o gelo muito antes de o clima ter arrefecido o suficiente para a formação de camadas de gelo, também podem ter contribuído para eras glaciais anteriores.
Compreender o crescimento das camadas de gelo do passado também pode nos dar pistas sobre o futuro. Nosso estudo mostra que as condições necessárias para a formação de uma camada de gelo continental são notavelmente específicas e levam tempo geológico para convergir.
Quando as camadas de gelo derretem, porém, elas desaparecem muito mais rápido do que se formaram. E uma vez perdidos, eles simplesmente não conseguem crescer.
