Placas de gelo batem umas nas outras e resolvem um quebra-cabeça do Ártico que o vento não conseguia explicar
Simulações mostram que colisões entre placas dissipam energia e ajudam a explicar velocidades e dispersão observadas no gelo do Ártico
O gelo do Ártico parece uma superfície contínua quando visto de longe, mas grande parte dele é formada por blocos individuais em movimento. O gelo marinho deriva impulsionado principalmente pelo vento, porém observações mostravam velocidades e padrões de dispersão incompatíveis com modelos simples. Um novo estudo liderado pela UC Riverside indica que colisões constantes entre essas placas fornecem a peça que faltava.
Por que o gelo marinho não se move exatamente como o vento prevê?
As placas de gelo, chamadas floes, podem variar de poucos metros a vários quilômetros de largura. Ventos turbulentos empurram essas estruturas pela superfície do oceano, enquanto a água oferece resistência. Se cada bloco se movimentasse praticamente sozinho, seria possível prever sua dispersão principalmente a partir dessas duas forças.
As observações reais, porém, apresentavam diferenças importantes. O gelo se espalhava mais lentamente do que modelos baseados apenas no vento sugeriam, e a distribuição das velocidades das placas também apresentava características incomuns. Essas discrepâncias já haviam sido atribuídas a fatores como correntes oceânicas, fraturas e padrões complexos do vento.
Como as colisões entre placas mudam o movimento do Ártico?
Os pesquisadores trataram o campo de gelo como um material granular, semelhante em alguns aspectos a grãos que se movimentam e colidem dentro de um recipiente. A diferença é que, no Ártico, esses “grãos” são placas flutuantes impulsionadas por ventos turbulentos e submetidas ao arrasto da água.
Quando a concentração de gelo é alta, um bloco percorre apenas uma distância limitada antes de encontrar outro. Cada choque redistribui movimento entre os vizinhos e dissipa parte da energia fornecida pelo vento. Com colisões frequentes, a dispersão coletiva pode ficar muito mais lenta do que seria esperado para placas independentes.
- Placas podem ter metros ou quilômetros de largura;
- Ventos fornecem energia ao movimento;
- A água produz resistência;
- Colisões transferem movimento entre placas;
- Choques dissipam parte da energia recebida.
Como o gelo marinho foi testado no estreito de Fram?
A equipe comparou seu modelo com observações do estreito de Fram, passagem entre a Groenlândia e o arquipélago de Svalbard. Essa região é importante porque grandes quantidades de gelo deixam o Oceano Ártico por ali em direção ao Atlântico Norte.
Usando propriedades locais medidas diretamente, como condições do vento e características do gelo, a simulação conseguiu reproduzir três aspectos observados: a velocidade com que as placas se dispersam, a distribuição de suas velocidades e a maneira como o movimento varia em escalas de tempo de horas a dias.
O que o novo modelo acrescentou aos modelos baseados apenas no vento?
O estudo publicado na Physical Review Letters simulou o gelo como um sistema granular sujeito a forças aleatórias produzidas pelo vento. As colisões entre floes foram suficientes para reproduzir quantitativamente características que permaneciam difíceis de explicar nos dados do estreito de Fram.
Os autores também desenvolveram uma teoria cinética baseada no transporte de Boltzmann. Ela permite conectar propriedades das placas individuais e do ambiente a características observáveis de todo o campo de gelo, oferecendo uma ponte entre processos que acontecem em metros e movimentos relevantes em escalas climáticas.
Por que a concentração das placas altera tanto a dispersão?
Quanto mais compactado está o campo de gelo, menor é o caminho livre disponível para cada placa antes de uma colisão. Como os choques podem ocorrer com frequência maior do que mudanças importantes no vento, eles passam a controlar parte significativa da resposta coletiva.
Isso explica por que mudanças no tamanho das placas e na quantidade de oceano coberta por gelo podem modificar sua dispersão. O modelo não afirma que colisões sejam a única força atuante no Ártico, mas mostra que esse mecanismo simples consegue explicar propriedades estatísticas antes tratadas como um quebra-cabeça.
Como o gelo marinho pode responder a um Ártico mais quente?
Com o aquecimento, extensão, concentração e tamanho médio das placas podem mudar, alterando também a frequência das colisões. Um campo mais fragmentado ou menos concentrado pode permitir trajetórias diferentes, enquanto regiões compactadas continuam favorecendo interações frequentes entre blocos.
O estudo não prevê diretamente para onde o gelo marinho seguirá no futuro nem quanto mais rápido ele desaparecerá. Sua contribuição é fornecer uma base física para representar melhor o transporte do gelo em modelos climáticos sem precisar acompanhar individualmente milhões de placas espalhadas pelo Oceano Ártico.
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