À medida que o gelo da Groenlândia recua, ele alimenta minúsculos organismos oceânicos. Para testar o porquê, cientistas recorreram a um modelo computacional do JPL e do MIT, que já foi chamado de laboratório
O escoamento da camada de gelo da Groenlândia está elevando nutrientes das profundezas do oceano e impulsionando o crescimento do fitoplâncton, segundo um novo estudo apoiado pela NASA . Em reportagem na Nature Communications: Earth & Environment, os cientistas usaram computação de ponta para simular a vida marinha e a física colidindo em um fiorde turbulento. Oceanógrafos estão ansiosos para entender o que impulsiona esses minúsculos organismos semelhantes a plantas, que absorvem dióxido de carbono e alimentam a pesca mundial.
A camada de gelo da Groenlândia, com mais de 1,6 km de espessura, está desprendendo cerca de 293 bilhões de toneladas (266 bilhões de toneladas métricas) de gelo por ano. Durante o pico do degelo no verão, mais de 1.200 metros cúbicos de água doce escoam para o mar a cada segundo, vindos de baixo da Geleira Jakobshavn , também conhecida como Sermeq Kujalleq, a geleira mais ativa da camada de gelo. As águas se encontram e despencam centenas de metros abaixo da superfície.
A pluma de água derretida é doce e mais flutuante do que a água salgada ao redor. À medida que sobe, os cientistas levantaram a hipótese de que ela pode estar transportando nutrientes como ferro e nitrato — um ingrediente essencial em fertilizantes — para o fitoplâncton que flutua na superfície.
Pesquisadores rastreiam esses organismos microscópicos porque, embora muito menores que a cabeça de um alfinete, eles são titãs da teia alimentar oceânica. Habitando todos os oceanos, dos trópicos às regiões polares, eles alimentam o krill e outros herbívoros que, por sua vez, sustentam animais maiores, incluindo peixes e baleias.
Trabalhos anteriores utilizando dados de satélite da NASA constataram que a taxa de crescimento do fitoplâncton nas águas do Ártico aumentou 57% somente entre 1998 e 2018. Uma infusão de nitrato das profundezas seria especialmente crucial para o fitoplâncton da Groenlândia no verão, após a maioria dos nutrientes ter sido consumida pelas florações anteriores da primavera. Mas a hipótese tem sido difícil de testar ao longo da costa, onde o terreno remoto e os icebergs do tamanho de quarteirões dificultam observações de longo prazo.
“Enfrentamos o problema clássico de tentar entender um sistema tão remoto e enterrado sob o gelo”, disse Dustin Carroll, oceanógrafo da Universidade Estadual de San José, também afiliado ao Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia. “Precisávamos de um modelo computacional de primeira linha para ajudar”.
Mar de Dados
Para recriar o que estava acontecendo nas águas ao redor da geleira mais ativa da Groenlândia, a equipe utilizou um modelo oceânico desenvolvido no JPL e no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge. O modelo incorpora quase todas as medições oceânicas disponíveis, coletadas por instrumentos marítimos e por satélite nas últimas três décadas. Isso equivale a bilhões de pontos de dados, desde a temperatura e salinidade da água até a pressão no fundo do mar. O modelo é chamado de Estimativa da Circulação e do Clima do Oceano-Darwin (ECCO-Darwin, abreviação).
Simular “biologia, química e física se unindo” em apenas um bolsão ao longo dos 43.000 quilômetros de litoral da Groenlândia é um enorme problema matemático, observou o autor principal Michael Wood, oceanógrafo computacional da Universidade Estadual de San José. Para destrinchar, ele disse que a equipe construiu um “modelo dentro de um modelo dentro de um modelo” para ampliar os detalhes do fiorde ao pé da geleira.
Usando supercomputadores no Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, eles calcularam que os nutrientes de águas profundas impulsionados pelo escoamento glacial seriam suficientes para aumentar o crescimento do fitoplâncton no verão em 15 a 40% na área de estudo.
Mais mudanças na loja
O aumento do fitoplâncton pode ser benéfico para os animais marinhos e a pesca da Groenlândia? Carroll afirmou que desvendar os impactos no ecossistema levará tempo. O derretimento da camada de gelo da Groenlândia deverá acelerar nas próximas décadas, afetando tudo, desde o nível do mar e a vegetação terrestre até a salinidade das águas costeiras.
“Reconstruímos o que está acontecendo em um sistema-chave, mas há mais de 250 geleiras semelhantes ao redor da Groenlândia”, disse Carroll. Ele observou que a equipe planeja estender suas simulações para toda a costa da Groenlândia e além.
Algumas mudanças parecem estar impactando o ciclo do carbono tanto positiva quanto negativamente: a equipe calculou como o escoamento da geleira altera a temperatura e a química da água do mar no fiorde, tornando-a menos capaz de dissolver dióxido de carbono. Essa perda é compensada, no entanto, pelas maiores florações de fitoplâncton, que absorvem mais dióxido de carbono do ar durante a fotossíntese.
Wood acrescentou: “Não criamos essas ferramentas para uma aplicação específica. Nossa abordagem é aplicável a qualquer região, do Golfo do Texas ao Alasca. Como um canivete suíço, podemos aplicá-la a diversos cenários”.
