"Os dados de um lago da Antártica são particularmente empolgantes", disse Jon Hawking, pós-doutorando da Florida State University. "A maioria das pessoas tende a pensar na Antártica apenas como gelo, mas conhecemos esses lagos sob as geleiras da Antártica há 40 anos e mais de 400 deles foram identificados atualmente. Alguns cientistas referem-se ao ambiente subglacial na Antártica como o mundo maior área úmida. O desafio para os cientistas é que é extremamente difícil fazer uma amostragem".
Hawking, junto com colegas da Florida State e da Montana State University, publicou um novo estudo esta semana nos Proceedings of the National Academy of Sciences explorando essas águas subglaciais.
O estudo examina especificamente a água líquida sob os mantos de gelo na Antártica e na Groenlândia. Cerca de 10% da superfície terrestre da Terra é coberta por essas camadas de gelo, e esses ambientes polares estão passando por mudanças rápidas como resultado do aumento das temperaturas. Os cientistas estão muito interessados em compreender esses ambientes e como o aquecimento contínuo afetará os processos geoquímicos críticos no futuro.
Hawking analisou as amostras de água com foco nos chamados oligoelementos - elementos químicos que estão presentes em quantidades extremamente pequenas, mas que são essenciais aos organismos microscópicos e, portanto, ao ciclo global do carbono. Os cientistas pensaram durante anos que as águas abaixo das geleiras em todo o mundo continham esses elementos em quantidades tão minúsculas que eles não desempenhavam um papel significativo nos processos geoquímicos e biológicos da Terra.
Por exemplo, os cientistas esperavam ver menos de 5 microgramas por litro de ferro dissolvido (um oligoelemento extremamente importante) em algumas dessas águas subglaciais, mas viram até 1.000 microgramas por litro. Essas grandes variações podem fazer uma grande diferença na quantidade de vida que pode ser sustentada em ecossistemas subglaciais extremos e nas águas do oceano que recebem o degelo da camada de gelo.
"Esses oligoelementos são como os comprimidos de vitamina que as pessoas tomam todos os dias", disse Spencer. "Embora precisemos apenas de pequenas quantidades desses materiais, eles são fundamentais para o desenvolvimento de ecossistemas saudáveis."
No entanto, coletar águas subglaciais para análise não é uma tarefa fácil, principalmente na Antártica. Os pesquisadores devem trabalhar em ambientes remotos e hostis.
Os colaboradores de Hawkings e Spencer da Montana State University, professores John Priscu e Mark Skidmore, orquestraram uma expedição de pesquisa logisticamente complicada à Antártida para perfurar mais de 3.500 pés através do manto de gelo antártico.
Depois de receber financiamento da National Science Foundation em 2016 para o projeto SALSA (Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access), Priscu liderou uma campanha de campo que envolveu a movimentação de quase 1 milhão de libras de equipamento por aeronaves e trator atravessando a camada de gelo até o local de campo.
Então, de dezembro de 2018 a janeiro de 2019, a Equipe de Ciência do projeto SALSA perfurou cerca de três quartos de milha de gelo no Lago Subglacial Mercer, um lago com mais de 5,5 milhas (9 quilômetros) de comprimento e 50 pés (15 metros) de profundidade. Eles escolheram aquele lago em particular, pois estava localizado onde duas correntes de gelo se encontram.
"Estávamos interessados nos processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem naquele lago específico, mas também há esse contexto mais amplo de esses lagos fazerem parte do sistema hidrológico maior sob o manto de gelo", disse Skidmore. "Queremos ver o que está sendo gerado sob a camada de gelo e como isso se conecta aos ambientes costeiros."
Skidmore coletou amostras sob um protocolo estabelecido por Hawking e depois as enviou de volta aos Estados Unidos por meio de um barco de carga com temperatura controlada, levando vários meses, e depois as encaminhou para Tallahassee por meio de entrega durante a noite em refrigeradores especiais para manter as temperaturas da amostra estáveis.
Hawkings e seus colegas coletaram separadamente amostras na Groenlândia de um grande rio de derretimento que emergiu sob a geleira Leverett. O trabalho de campo, liderado por Jemma Wadham, da University of Bristol, no Reino Unido, envolveu o monitoramento das características hidrológicas e geoquímicas do rio por um período de três meses durante a estação de degelo do verão.
Hawking and Spencer então conduziram análises geoquímicas em laboratórios especialmente projetados no Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético, com sede na FSU, que minimizam a poeira ou outros fatores ambientais que potencialmente contaminariam as amostras.
Os pesquisadores disseram que seus recursos colaborativos e abordagem interdisciplinar resultaram em um estudo que irá levar seu campo adiante.
"As descobertas são feitas na interseção das disciplinas", disse Priscu. "O artigo PNAS cruza muitas disciplinas e mostra o poder da colaboração internacional. Os resultados deste manuscrito transformaram nossa visão de como as camadas de gelo polares influenciam o Sistema Terrestre".
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