O gelo do inverno nasuperfÍcie do mar de Weddell na Anta¡rtida forma ocasionalmente um enorme buraco. Um buraco que apareceu em 2016 e 2017 despertou intensa curiosidade de cientistas e repa³rteres. Embora lacunas ainda maiores tenham se formado décadas antes, essa foi a primeira vez que os oceana³grafos tiveram a chance de monitorar verdadeiramente a lacuna inesperada no gelo marinho do inverno anta¡rtico.

Um novo estudo conduzido pela Universidade de Washington combina imagens de satanãlite da cobertura de gelo do mar, drifters robóticos e atéselos equipados com sensores para entender melhor o fena´meno. A pesquisa explora por que esse buraco aparece em apenas alguns anos e que papel ele poderia desempenhar na circulação ocea¢nica maior.

O estudo foi publicado em 10 de junho na revista Nature .

“Pensamos que esse grande buraco no gelo marinho - conhecido como polynya - era algo raro, talvez um processo que havia sido extinto. Mas os eventos de 2016 e 2017 nos forçaram a reavaliar isso ”, disse o principal autor do estudo, Ethan Campbell , um estudante de doutorado em Oceanografia da UW. “Observações mostram que as pola­nias recentes se abriram de uma combinação de fatores - sendo um deles as condições incomuns do oceano, e o outro sendo uma sanãrie de tempestades muito intensas que rodopiaram sobre o Mar de Weddell com ventos quase de furaca£o.”

Uma "polynya", uma palavra russa que significa aproximadamente "buraco no gelo", pode se formar perto da costa enquanto o vento empurra o gelo ao redor. Mas também pode parecer distante da costa e permanecer por semanas a meses, onde funciona como um oa¡sis para pinguins, baleias e focas aparecerem e respirarem.

Este local especa­fico, longe da costa da Anta¡rctida, tem frequentemente pequenas aberturas e já viu grandes polinianos. As maiores polynas conhecidas naquele local foram em 1974, 1975 e 1976, logo após o lana§amento dos primeiros satanãlites, quando uma área do tamanho da Nova Zela¢ndia permaneceu sem gelo durante três invernos na Anta¡rtida consecutivos, apesar das temperaturas do ar muito abaixo de zero.

Campbell se juntou a  UW como estudante de pós-graduação em 2016 para entender melhor esse fena´meno misterioso. Em um golpe de sorte cienta­fica, um grande apareceu pela primeira vez em décadas. Uma imagem de satanãlite da NASA em agosto de 2016 chamou a atenção do paºblico para uma lacuna de 33.000 quila´metros quadrados que apareceu por três semanas. Uma diferença ainda maior, de 50.000 quila´metros quadrados (19.000 milhas quadradas) apareceu em setembro e outubro de 2017.

Acredita-se que o Oceano Austral tenha um papel fundamental nas correntes oceânicas: globais e nos ciclos de carbono, mas seu comportamento épouco compreendido. Abriga algumas das tempestades mais violentas do planeta, com ventos que sopram ininterruptamente pelo continente na escurida£o de 24 horas do inverno polar. O novo estudo utilizou observações do projeto de Observações e Modelagem de Carbono e Clima do Oceano Austral , ou SOCCOM, que lana§a instrumentos que derivam das correntes para monitorar as condições anta¡rticas.

O estudo também usou dados do programa Argo de observação ocea¢nica de longa duração, elefantes marinhos que transmitem dados para a costa, estações meteorola³gicas e décadas de imagens de satanãlite.

"Este estudo mostra que este polynya érealmente causado por uma sanãrie de fatores que todos tem que se alinhar para que isso acontea§a", disse o co-autor Stephen Riser , professor de oceanografia da UW. "Em qualquer ano, vocêpode ter várias dessas coisas acontecendo, mas a menos que vocêconsiga todas elas, então vocênão recebe um polynya."

O estudo mostra que quando os ventos que circundam a Anta¡rtida se aproximam da costa, eles promovem uma mistura mais forte no Mar de Weddell. Naquela regia£o, uma montanha submersa conhecida como Maud Rise força a águado mar em torno dela e deixa um va³rtice girata³rio acima. Dois instrumentos SOCCOM ficaram presos no va³rtice acima de Maud Rise e registraram anos de observações la¡.

A análise mostra que, quando asuperfÍcie do oceano éespecialmente salgada, como observado ao longo de 2016, fortes tempestades de inverno podem desencadear uma queda na circulação. agua mais quente e salgada das profundezas éagitada atéasuperfÍcie, onde o ar a resfria e a torna mais densa do que a águaabaixo. Amedida que a águaafunda, a águaprofunda relativamente mais quente, de cerca de 1 grau Celsius (34 F), substitui-a, criando um circuito de retroalimentação onde o gelo não pode se reformar.

Sob a mudança climática, a águadoce das geleiras derretidas e outras fontes tornara£o a camada superficial do Oceano Anta¡rtico menos densa, o que pode significar menos pola­nias no futuro. Mas o novo estudo questiona essa suposição. Muitos modelos mostram que os ventos que circundam a Anta¡rtida se tornara£o mais fortes e se aproximara£o da costa - o novo estudo sugere que isso encorajaria a formação de mais polynyas, e não menos.

Estas são as primeiras observações que provam que mesmo uma polynya menor como a de 2016 move a águadasuperfÍcie atéo oceano profundo.

"Essencialmente éuma virada de todo o oceano, em vez de uma injeção de águasuperficial em uma viagem são de ida dasuperfÍcie atéa profundidade", disse o co-autor Earle Wilson , que concluiu recentemente seu doutorado em oceanografia na UW.

Uma maneira pela qual umasuperfÍcie polnya éimportante para o clima éa águamais profunda dos oceanos, conhecida como Anta¡rtica. Esta águafria e densa se esconde abaixo de todas as outras a¡guas. Onde e como écriado afeta suas caracterí­sticas, e teria efeitos de ondulação em outras correntes oceânicas: principais.

“Neste momento, as pessoas pensam que a maior parte da águado fundo estãose formando na plataforma da Anta¡rtida, mas essas grandes polianas no mar poderiam ter sido mais comuns no passado”, disse Riser. “Precisamos melhorar nossos modelos para que possamos estudar esse processo, o que poderia ter implicações climáticas de maior escala”.

Pola­nyas grandes e duradouros também podem afetar a atmosfera, porque a águaprofunda contanãm carbono de formas de vida que afundaram durante séculos e se dissolveram durante a descida. Quando essa águaatinge asuperfÍcie, o carbono pode ser liberado.

"Este reservata³rio profundo de carbono foi bloqueado por centenas de anos, e em um polynya pode ser ventilado nasuperfÍcie atravanãs desta mistura realmente violenta", disse Campbell. "Um grande evento de emissão de carbono poderia realmente prejudicar o sistema clima¡tico se isso acontecesse por vários anos seguidos".

Outros co-autores do artigo são Kent Moore , da Universidade de Toronto, que foi Presidente Visitante da Canada Fulbright 2016-17 em Estudos articos na UW; Casey Brayton , da Universidade da Carolina do Sul; e Lynne Talley e Matthew Mazloff da Scripps Institution of Oceanography na Universidade da Califa³rnia, em San Diego. A SOCCOM éfinanciada pela National Science Foundation. A Campbell recebeu apoio do Departamento de Defesa dos EUA por meio do programa de pós-graduação em Ciência e Engenharia de Defesa Nacional. O financiamento adicional éda NSF, da Administração Nacional Ocea¢nica e Atmosfanãrica, da Universidade de Washington e do Scripps Institution of Oceanography.