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Como os selos de coleta de dados ajudam os cientistas a medir o derretimento da Antártida

Brice Loose pode dizer exatamente como é um selo de elefante: um brinquedo mole e peludo inflável, não tão duro quanto uma bola de basquete. Ele pode dizer-lhe como as grandes salsichas passam por uma “muda catastrófica” não tão agradável, em que parecem estar literalmente caindo aos pedaços, enquanto perdem a pele morena para abrir espaço para o novo pêlo. Ele pode até mesmo dizer-lhe como as fezes de elefantes marinhos cheiram mal.

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"Você chega lá e tudo cheira a cocô, mas você chega aos negócios", lembra Loose, um oceanógrafo que está marcando focas pela primeira vez no oeste da Antártida, perto da Geleira Pine Island, a geleira mais rápida do mundo. Nos últimos 15 anos, a geleira diminuiu a uma taxa de mais de um metro por ano, drenando uma área de dois terços do tamanho do Reino Unido.

Em 2014, a Loose fez parte de uma equipe para ajudar na identificação de elefantes (Mirounga leonina) e focas de Weddell (Leptonychotes weddellii) para um estudo. Os selos não eram os sujeitos do estudo, eles eram seus assistentes de pesquisa. Loose ajudava a ajustar os mergulhadores capazes com rastreadores para que eles pudessem coletar dados sobre a temperatura e a salinidade do Mar de Amundsen em grandes profundidades, o que forneceria pistas sobre o mecanismo do rápido derretimento de gelo na Antártida. A pesquisa foi publicada na revista Geophysical Research Letters em maio de 2018.

Atualmente, os cientistas teorizam que o derretimento da Antártida é parcialmente causado por uma corrente mais quente e salgada sob o gelo conhecida como “águas profundas circumpolares”. Essas águas, que estão presentes a profundidades de 400 metros, são trazidas à superfície e lambem a parte inferior folhas de gelo, derretendo-as e permitindo que o nível do mar suba.

“Em Pine Island Bay, isso é particularmente importante”, diz Helen Mallett, principal autora do estudo e pesquisadora de pós-graduação da Universidade de East Anglia, no Reino Unido. “A água profunda circumpolar está derretendo o instável e rápido desbaste de Pine Island Glacier, que por sua vez drena a vulnerável e massiva camada de gelo da Antártica Ocidental.” Se todo o gelo instável no oeste da Antártida derreter, o nível do mar pode subir até 10, 5 pés globalmente.

Os cientistas sabem que a corrente quente existe no Mar de Amundsen, mas eles precisam saber mais. Para obter uma visão completa, os cientistas precisam responder algumas perguntas básicas: Onde estão as águas quentes, exatamente? Quão espessa é a camada de água morna? Como isso varia do inverno ao verão?

Para isso, eles se voltaram para os enormes mamíferos marinhos com grandes olhos de cachorro.

Pesquisadores sedaram as focas Weddell com dardos antes de afixarem seus capacetes de coleta de dados. Pesquisadores sedaram as focas Weddell com dardos antes de afixarem seus capacetes de coleta de dados. (Lars Boehme)

As focas são conhecidas por suas impressionantes habilidades de mergulho, com algumas espécies atingindo torpedos a profundidades de até 2.000 pés, mesmo em temperaturas abaixo de zero. Essas habilidades fizeram deles os parceiros perfeitos para coletar dados de temperatura no fundo do mar. Os pesquisadores não coletaram dados de inverno nesta região porque as condições são muito severas para os seres humanos.

"Percebemos que as focas mergulham nessas profundidades extremas e percorrem essas grandes distâncias", diz Mike Fedak, biólogo especializado em focas da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido, que vem identificando animais há 39 anos. "Esses animais vão para onde não podemos."

Mas primeiro, eles precisavam equipar os selos. Marcando selos não é campo de especialização de Mallett, então ela colaborou com Fedak e seus colegas na Sea Mammal Research Unit em St. Andrews. Com o financiamento do Programa de Pesquisa de Estabilidade de Chapas de Gelo do Conselho de Pesquisas do Meio Ambiente Natural, a equipe seguiu para a região da Geleira Pine Island para começar a marcação em fevereiro de 2014.

Sob a orientação de Fedak, a equipe viu pela primeira vez focas de longe, depois se aproximou delas até ficarem a poucos centímetros dos animais. Em seguida, eles sedaram um, cuspindo um dardo com um sedativo carnívoro comum, e ergueram o selo de 2 toneladas para medir seu tamanho e peso.

Os pesquisadores removeram o excesso de pêlos ao redor da sobrancelha do selo, espumaram com cola epóxi e montaram um registrador de dados de relé de satélite com profundidade de condutividade - um sensor com uma antena fina projetando-se como se o selo tivesse uma trompa. Os pesquisadores esperavam que o dispositivo permanecesse até o ano seguinte, quando o selo o descartaria em sua muda anual. Até então, os selos estariam nadando em torno do que parece ser um traje improvisado de unicórnio.

No total, Fedak e a tripulação marcaram sete elefantes marinhos encontrados em praias secas perto de Pine Island. Duas semanas depois, eles partiram novamente para marcar mais sete focas Weddell, que são amantes do gelo, em contraste com as focas de elefantes que descansam na praia. Além disso, enquanto as focas-elefante gostam de mergulhar em águas abertas, as focas Weddell mergulham na frente das geleiras e são conhecidas por sua capacidade de se aproximar do fundo do fundo do oceano.

weddell # 1-wr.jpg Pesquisadores mantêm as focas calmas depois de sedá-las. (Brice Solto)

Marcar os selos de Weddell era bem diferente de marcar os elefantes marinhos. Em condições muito tempestuosas do que os elefantes-marinhos amantes da praia, a tripulação encontrou apenas um selo em uma camada de gelo flutuante. Os selos de Weddell já haviam terminado a muda, então a cena era muito mais limpa. A pele de focas de Weddell parecia uma linda colcha de retalhos, salpicada de manchas de cinza na pele prateada escura. Os casacos nevados das focas pareciam quase luminescentes.

Fedak e a equipe estacionaram junto ao selo em um navio vermelho brilhante de 7.000 toneladas que roncou no chão - não exatamente sutil. Fedak disse, se ele fosse um selo, ele provavelmente faria uma pausa para a água e escaparia da comoção. Mas este selo não. Por que não? As focas Weddell não possuem predadores terrestres, pois seus dois principais predadores são focas leopardo e orcas. Mesmo se o selo se sentir ameaçado em terra, ele hesitará antes de entrar na água onde houver uma ameaça conhecida.

"Há definitivamente algo especial sobre a interação com animais que fecham", diz Loose. "Os elefantes-marinhos eram mais reservados, mas os selos de Weddell eram tão cativantes".

Em aproximadamente nove meses, quando os sensores caíram, os elefantes e as focas de Weddell coletaram mais dados oceânicos de verão e inverno nesta área do Mar de Amundsen do que os pesquisadores já haviam experimentado antes. Os selos capturaram dados sobre 11.307 mergulhos, dos quais 6.704 forneceram dados úteis de temperatura. Por outro lado, as medições anteriores feitas a partir de navios deram apenas cerca de 1.000 conjuntos de dados nas últimas duas décadas.

O estudo mostrou que a camada de águas profundas circumpolares mais quentes era mais espessa no inverno e, portanto, continha mais calor e sal do que durante os meses de verão. Isto sugere que a água profunda circumpolar pode derreter mais gelo no inverno que no verão. Isso é intrigante, diz Mallett, porque está em contraste com o que os pesquisadores viram a oeste do Mar de Amundsen.

"Tendo observado essas mudanças sazonais, podemos examinar os mecanismos físicos de como a água morna viaja na área", diz Yoshi Nakayama, oceanógrafo do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA que não esteve envolvido no estudo. "Temos que entender os processos e ter dados é o primeiro passo."

Um selo de elefante encalhado, pronto para examinar as informações em profundidade. Um selo de elefante encalhado, pronto para examinar as informações em profundidade. (Michael Fedak)

É claro que há riscos em usar essa estratégia pouco ortodoxa. Uma vez, Loose e alguns outros foram arrastados por um elefante não totalmente sedado tentando fazer uma pausa para a água. Fedak gritou ordens, e os homens puderam redirecionar o selo, que acabou se acalmando quando o sedativo entrou em ação. Mesmo quando um selo é sedado, a tripulação deve permanecer alerta enquanto estiver cercada por focas completamente acordadas e corpulentas.

No início dos anos 2000, a idéia de usar mamíferos marinhos como observadores oceânicos parecia risível. Fedak lembra que, quando ele trouxe pela primeira vez a idéia para um grupo de oceanógrafos em uma conferência no início dos anos 2000. Ele tinha acabado de ter sucesso em conectar sensores de temperatura semelhantes a baleias belugas - "é mais fácil trabalhar com focas do que baleias beluga, posso garantir", diz ele -, mas os oceanógrafos não estavam convencidos.

"Eu fiquei rindo quando fui sugerido pela primeira vez para uma reunião oceanográfica em Londres", diz Fedak. "Eu estava tentando vendê-los usando focas com capuz no Atlântico Norte para entender o comportamento da Corrente do Golfo e eles estavam colocando bóias caras para medir isso ... Eles apenas riram, literalmente."

Eles não estão mais rindo. Este estudo é a primeira vez que pesquisadores usam selos coletores de dados nesta região do Oceano Antártico, mas muitos outros começaram a usar focas para coletar dados oceânicos - assim como baleias e orcas. Um grupo de pesquisadores internacionais chegou a criar um sistema de banco de dados aberto que compartilha dados derivados de animais nos oceanos, chamados mamíferos marinhos, explorando o polo dos oceanos até o pólo. O banco de dados contém mais de 500, 00 dados oceânicos disponíveis gratuitamente coletados por mamíferos marinhos. "Isso foi um sonho para obter esses dados nas mãos de muitas pessoas", disse Fedak.

A Fedak continuará a adicionar ao banco de dados, marcando os mamíferos peludos para coletar dados para a comunidade oceanográfica por muitos anos. Em outras palavras, seu destino está praticamente selado.

Como os selos de coleta de dados ajudam os cientistas a medir o derretimento da Antártida