Como a poeira mineral alimenta algas e acelera o derretimento do gelo da Gronelândia

O gelo da Gronelândia não está a desaparecer apenas porque o ar ficou mais quente. Partículas minúsculas trazidas pelo vento podem alterar discretamente o que ocorre na superfície, ao favorecer florações de algas escuras que absorvem a luz do sol e aceleram a perda de gelo.

Daí surge uma pergunta direta: de onde vêm os nutrientes de que essas florações precisam para se desenvolver sobre o gelo exposto?

Um estudo recente indica que a poeira mineral suspensa no ar deposita um ingrediente essencial diretamente na superfície. Depois de assentar, essa poeira ajuda as algas a espalhar-se e a escurecer o gelo.

Com o passar do tempo, esse escurecimento desencadeia um efeito em cadeia que faz a Gronelândia derreter mais depressa do que derreteria sem esse processo.

Partículas de poeira que desencadeiam o derretimento do gelo

O fenómeno acontece no próprio gelo descoberto, onde manchas escuras de algas avançam sobre áreas que, de outra forma, refletiriam grande parte da radiação solar.

Ao recolher poeira e material biológico diretamente na superfície gelada, a Dra. Jenine McCutcheon e colegas da University of Waterloo (UWaterloo) registaram como partículas carregadas pelo vento, vindas de terras próximas, passam a integrar zonas de degelo ativo.

Esses depósitos surgiram repetidamente associados a padrões de crescimento de algas capazes de sustentar comunidades densas e altamente pigmentadas ao longo da estação de derretimento.

Os resultados apontam para uma ligação local e reproduzível entre o que cai da atmosfera e a velocidade com que o gelo escurece, abrindo caminho para entender melhor como o mecanismo opera.

Florações escuras sobre gelo exposto

No gelo nu, formaram-se faixas e manchas escuras onde algas glaciares pigmentadas se concentraram; essas áreas absorveram muito mais luz do que o gelo limpo. À medida que as algas tingiam a superfície, o albedo diminuía, o que permitia ao gelo reter mais calor e derreter mais rapidamente.

A água de degelo, ao espalhar-se por cima do gelo, também facilitou o acesso das algas à luz e aos nutrientes, reforçando o crescimento e intensificando ainda mais o escurecimento.

Esse ciclo de retroalimentação, porém, só se mantinha quando o gelo permanecia exposto por tempo suficiente; nevascas tardias ou chuvas intensas podiam interrompê-lo.

O elemento que faltava era a poeira. No interior dessas partículas transportadas pelo vento, a equipa identificou fósforo, um nutriente essencial para a construção de material genético.

A partir das análises, os autores estimaram a entrega anual de cerca de 1.2 miligramas de fósforo por metro quadrado, quantidade suficiente para sustentar populações densas de algas.

Com essa fonte de nutrientes, os investigadores calcularam que as algas poderiam alcançar aproximadamente 8,600 células por mililitro - uma concentração capaz de escurecer o gelo rapidamente e acelerar o derretimento.

A poeira viaja com o vento

Pistas químicas nos grãos de poeira indicaram que a origem era principalmente de planícies próximas sem gelo, e não de desertos longínquos.

À medida que as geleiras recuavam e deixavam mais solo descoberto, o vento levantava aerossóis - partículas minúsculas suspensas no ar - a partir de áreas terrestres locais e, em seguida, depositava esse material sobre a neve ou sobre o gelo exposto.

Tempestades de neve tendiam a derrubar grãos maiores, enquanto a deposição a seco entregava poeira mais fina, capaz de permanecer em suspensão por dias. Se o terreno local ficar mais poeirento, as próximas estações de degelo poderão começar com ainda mais “matéria-prima” para o crescimento de algas.

Amostradores de ar instalados perto do acampamento de campo mostraram que as algas viajavam junto com a poeira, seguindo as mesmas correntes atmosféricas. Parte das células assentava sobre neve recente e, quando o degelo começava, podia dividir-se e iniciar o processo de coloração da superfície.

“É provável que as células sejam transportadas sobre o gelo pelo vento, fornecendo um mecanismo para que esses organismos sejam dispersos e cresçam em novas superfícies de neve e gelo mais afastadas, ajudando novas comunidades de algas a começar”, disse a Dra. McCutcheon.

Por partilharem a mesma rota aérea, a expansão das florações torna-se difícil de conter: o vento consegue levar populações “iniciais” vivas por quilómetros sobre o manto de gelo.

O derretimento do gelo eleva os mares

O gelo perdido na Gronelândia não fica restrito à Gronelândia; o volume extra de água reflete-se no nível do mar, sentido em cidades costeiras.

Registos da NASA relacionam a perda de gelo da Gronelândia desde 1992 a cerca de 0.4 polegada de elevação do nível do mar (aprox. 1.0 cm). No sudoeste, as algas glaciares contribuíram com cerca de 10 percent a mais de escoamento proveniente do gelo exposto durante uma estação de degelo.

Quando a poeira alimenta essas florações, modelos que desconsideram a componente biológica podem falhar ao indicar onde o degelo vai intensificar-se e em que momento atingirá o pico.

Fuligem agrava o derretimento do gelo

Além da poeira mineral, pequenos pontos de fuligem também se depositaram no gelo, com potencial para escurecê-lo ainda mais.

Entre essas partículas está o carbono negro, um tipo de fuligem que absorve a luz solar com muita eficiência, aquece a superfície e acelera o derretimento.

McCutcheon afirmou que o grupo também recolheu amostras de fuligem que caía do ar, e que fumo de incêndios florestais pode aumentar essa carga.

Se fuligem e poeira chegarem em simultâneo, o efeito conjunto de escurecimento pode empurrar o gelo para além de um limiar em que o degelo passa a ocorrer mais rapidamente.

Previsões deixam de fora fatores-chave

As equipas de previsão já monitorizam temperatura e queda de neve, mas nutrientes e microrganismos agora parecem ser variáveis que essas previsões ainda não incorporam.

Ensaios de campo anteriores já tinham mostrado que o fósforo mineral podia desencadear florações de algas glaciares; este novo trabalho, por sua vez, identificou a via de fornecimento desse nutriente através da atmosfera.

Na UWaterloo, McCutcheon pode combinar essas medições com testes em laboratório que indicam a rapidez com que minerais de poeira libertam nutrientes na água de degelo.

Entradas melhores nos modelos poderiam ajudar órgãos públicos a preparar-se para inundações, mas isso também exige mais amostragem sobre o gelo durante verões curtos e imprevisíveis.

O que os cientistas ainda precisam

O estudo analisou um canto da Gronelândia que derrete rapidamente, portanto não consegue representar como poeira e algas se comportam em toda a camada de gelo.

Esse ponto é relevante porque avaliações mais amplas alertam que a Gronelândia pode ultrapassar limiares de tamanho a partir dos quais a perda de gelo se torna difícil de reverter por séculos.

Satélites da NASA já acompanham mudanças na cor do gelo e na altura da superfície, mas ainda dependem de química medida no terreno para explicar por que as superfícies escurecem.

Enquanto não for possível quantificar, em conjunto, poeira, fuligem e atividade biológica, projeções de longo prazo continuarão com grande incerteza - sobretudo para as próximas décadas.

O que está cada vez mais evidente é o quão interligadas essas forças são. A poeira pode fornecer nutrientes, o vento pode dispersar microrganismos e a fuligem pode aumentar a absorção da luz solar, tudo alimentando o mesmo ciclo de degelo.

Os investigadores afirmam que serão necessárias mais temporadas de medições em campo para identificar quando essa cadeia perde força - ou quando começa a acelerar.