Cerca de 10% da massa terrestre da Terra écoberta por geleiras, a maioria das quais desliza lentamente pela terra ao longo dos anos, esculpindo fiordes e arrastando rios em seu rastro. Mas cerca de 1% das geleiras podem subir repentinamente, derramando sobre a terra de 10 a 100 vezes a velocidade normal.

Agora, cientistas do MIT e do Dartmouth College desenvolveram um modelo que define as condições que provocariam o surgimento de uma geleira. Por meio de seu modelo, os pesquisadores descobriram que o surto glacial écausado pelas condições do sedimento subjacente e, especificamente, pelos minaºsculos gra£os de sedimento que ficam embaixo de uma geleira imponente.

"Ha¡ uma enorme separação de escalas: as geleiras são coisas enormes, e acontece que seu fluxo, essa incra­vel quantidade de momento, éde alguma forma impulsionado por gra£os de sedimentos em escala milimanãtrica", diz Brent Minchew, Cecil e Ida Green Assistant Professor do Departamento de Ciências da Terra, Atmosfanãricas e Planeta¡rias do MIT. "a‰ uma coisa difa­cil de entender. E éempolgante abrir toda essa nova linha de investigação que ninguanãm realmente considerara antes".

O novo modelo de onda glacial também pode ajudar os cientistas a entender melhor o comportamento de massas maiores de gelo em movimento.

"Pensamos nas ondas glaciais como laboratórios naturais", diz Minchew. "Por serem eventos extremos e transita³rios, as ondas glaciais nos da£o uma janela sobre o funcionamento de outros sistemas, como as correntes de fluxo rápido na Anta¡rtica, que são importantes para o aumento doníveldo mar ".

Minchew e seu coautor Colin Meyer, de Dartmouth, publicaram seus resultados este maªs na revista Proceedings of the Royal Society .

Enquanto ele ainda era doutorado. Minchew estava lendo o livro "The Physics of Glaciers", o livro-texto padrãono campo da glaciologia, quando encontrou uma passagem bastante sombria sobre a perspectiva de modelar uma onda glacial. A passagem delineou os requisitos ba¡sicos de um modelo e foi encerrada com uma perspectiva pessimista, observando que "esse modelo não foi estabelecido e nenhum estãoa  vista".

Em vez de desanimar, Minchew tomou essa afirmação como um desafio e, como parte de sua tese, começou a trazr a estrutura de um modelo para descrever os eventos desencadeantes de uma onda glacial.

Como ele percebeu rapidamente, os poucos modelos que existiam na anãpoca eram baseados no pressuposto de que a maioria das geleiras do tipo surto ficava no topo da rocha -superfÍcies a¡speras e impermea¡veis ​​que os modelos assumiam permaneciam inalteradas a  medida que as geleiras flua­am. Mas os cientistas observaram que os surtos glaciais geralmente ocorrem não sobre rochas sãolidas, mas atravanãs de sedimentos que se deslocam.

O modelo de Minchew simula o movimento de uma geleira sobre uma camada permea¡vel de sedimentos, composta de gra£os individuais, cujo tamanho ele pode ajustar no modelo para estudar as interações dos gra£os no sedimento e, finalmente, o movimento da geleira em resposta.

O novo modelo mostra que, a  medida que uma geleira se move a uma taxa normal atravanãs de um leito de sedimentos, os gra£os no topo da camada de sedimentos, em contato direto com a geleira, são arrastados junto com a geleira na mesma velocidade, enquanto os gra£os em direção a o meio se move mais devagar e os que estãono fundo ficam parados.

Essa troca de gra£os em camadas cria um efeito de cisalhamento dentro da camada de sedimentos. Na microescala, o modelo mostra que esse cisalhamento ocorre na forma de gra£os individuais de sedimentos que rolam um sobre o outro. Amedida que os gra£os rolam, se aproximam e desaparecem com a geleira, eles abrem Espaços dentro da camada de sedimentos saturados de águaque se expandem, fornecendo bolsas para a águapenetrar. Isso cria uma diminuição na pressão da a¡gua, que atua para fortalecer o material sedimentar como um todo, criando uma espanãcie de resistência contra os gra£os do sedimento e dificultando a rolagem junto com a geleira em movimento.

No entanto, a  medida que uma geleira acumula queda de neve, ela espessa e suasuperfÍcie fica mais a­ngreme, o que aumenta as forças de cisalhamento que atuam no sedimento. Amedida que o sedimento enfraquece, a geleira comea§a a fluir cada vez mais rápido.

"Quanto mais rápido ele flui, mais a geleira diminui e, a  medida que vocêcomea§a a emagrecer, diminui a carga do sedimento, porque diminui o peso do gelo. Então, vocêaumenta o peso do gelo. mais perto da pressão da águado sedimento. E isso acaba enfraquecendo o sedimento ", explica Minchew. "Uma vez que isso acontece, tudo comea§a a se soltar, e vocêrecebe um aumento."

Como teste de seu modelo, os pesquisadores compararam as previsaµes de seu modelo com as observações de duas geleiras que recentemente sofreram picos, e descobriram que o modelo era capaz de reproduzir as taxas de fluxo de ambas as geleiras com precisão razoa¡vel.

Para prever quais geleiras surgira£o e quando, os pesquisadores dizem que os cientistas tera£o que saber algo sobre a força do sedimento subjacente e, em particular, a distribuição do tamanho dos gra£os do sedimento. Se essas medidas puderem ser feitas no ambiente de uma geleira em particular, o novo modelo pode ser usado para prever quando e quanto essa geleira ira¡ subir.

Além das ondas glaciais, Minchew espera que o novo modelo ajude a iluminar a meca¢nica do fluxo de gelo em outros sistemas, como as camadas de gelo da Anta¡rtida Ocidental.

"a‰ possí­vel que possamos elevar de 1 a 3 metros doníveldo mar da Anta¡rtida Ocidental durante nossas vidas", diz Minchew. Esse tipo de mecanismo de cisalhamento em surtos glaciais pode desempenhar um papel importante na determinação das taxas de aumento doníveldo mar que vocêobteria na Anta¡rtica Ocidental ".