Os núcleos de gelo que nos permitirão olhar 1,5

Os cientistas estão a perfurar profundamente o gelo da Antártida para compreender melhor o papel que o dióxido de carbono atmosférico desempenha nos ciclos climáticos da Terra.

Movendo-se rápida e cuidadosamente com duas camadas de luvas, Florian Krauss coloca um cubo de gelo em um cilindro folheado a ouro que brilha em vermelho à luz do laser de mira. Ele recua para admirar a máquina, coberta de fios e medidores, que transforma o gelo polar em dados climáticos.

Se esta fosse uma fatia real do precioso gelo de um milhão de anos da Antártica e não apenas um cubo de teste, ele em seguida selaria o recipiente de extração sob vácuo e ligaria o laser principal de 150 watts, fazendo com que lentamente toda a amostra de gelo para sublimar diretamente em gás. Para Krauss, um estudante de doutoramento na Universidade de Berna, na Suíça, isto iria desvendar os seus segredos, expondo as concentrações de gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono, retidos no seu interior.

Para compreender melhor o papel que o dióxido de carbono atmosférico desempenha nos ciclos climáticos da Terra, os cientistas há muito que recorrem a núcleos de gelo perfurados na Antártida, onde camadas de neve se acumulam e compactam ao longo de centenas de milhares de anos, prendendo amostras de ar antigo numa rede de bolhas que servem como pequenas cápsulas do tempo. Ao analisar essas bolhas e outros conteúdos do gelo, como poeira e isótopos de água, os cientistas podem relacionar as concentrações de gases com efeito de estufa com temperaturas que remontam a 800 mil anos.

A iniciativa europeia Beyond EPICA (Projecto Europeu para a Perfuração de Gelo na Antárctida), agora no seu terceiro ano, espera eventualmente recuperar o núcleo mais antigo até agora, datado de 1,5 milhões de anos. Isto estenderia o registo climático até à Transição do Pleistoceno Médio, um período misterioso que marcou uma grande mudança na frequência das oscilações climáticas da Terra – ciclos de repetição de períodos glaciais e quentes.

Perfurar com sucesso um núcleo tão antigo – um esforço que durou anos – pode ser a parte fácil. Em seguida, os cientistas devem libertar meticulosamente o ar preso nesse gelo. Krauss e seus colegas estão desenvolvendo uma maneira inovadora de fazer isso.

“Não estamos interessados ​​no gelo em si – estamos apenas interessados ​​nas amostras de ar incluídas, por isso precisávamos encontrar uma nova forma de extrair o ar do gelo”, diz ele.

A intervenção pode decompor o metano, imitando um fenómeno que poderia ter amplificado as eras glaciais. Mas os cientistas dizem que ainda é preciso fazer muito mais investigação básica.

O derretimento não é uma opção porque o dióxido de carbono se dissolve facilmente na água. Tradicionalmente, os cientistas têm usado métodos de extração mecânica, triturando amostras de camadas individuais de gelo para libertar o ar. Mas a moagem não seria eficaz para o gelo Beyond EPICA no freezer da universidade, que é mantido a 50°C abaixo de zero. O gelo mais antigo na parte inferior do núcleo estará tão comprimido, e as camadas anuais individuais tão finas, que as bolhas não serão visíveis – elas terão sido pressionadas na rede de cristais de gelo, formando uma nova fase chamada clatrato. .

“No fundo, esperamos 20.000 anos de história climática comprimidos em apenas um metro de gelo”, diz Hubertus Fischer, chefe do grupo de ciência do clima e do núcleo do gelo em Berna. Isso é um centésimo da espessura de qualquer registro de gelo existente.

O novo método que Krauss e Fischer estão desenvolvendo é chamado deepSLice. (Um menu de pizza está colado na lateral do dispositivo, logo abaixo das etiquetas de advertência do laser, um presente de uma pizzaria na Austrália com o mesmo nome.) O DeepSLice tem duas partes. O dispositivo de extração por sublimação induzida por laser, ou LISE, ocupa metade de uma sala no laboratório da equipe. O LISE aponta um laser infravermelho próximo continuamente para uma fatia de núcleo de gelo de 10 centímetros, de modo que ele passe diretamente de sólido para gasoso sob pressão e temperatura extremamente baixas. O gás sublimado então congela em seis tubos de imersão de metal resfriados a 15 K (-258 °C), cada um contendo o ar de um centímetro de núcleo de gelo. Finalmente, as amostras são carregadas em um espectrômetro de absorção personalizado baseado na tecnologia de laser em cascata quântica, que dispara fótons através da amostra de gás para medir concentrações de dióxido de carbono, metano e óxido nitroso simultaneamente. Outra grande vantagem deste sistema é que ele exige muito menos gelo (e trabalho) do que o antigo método de análise, no qual os cientistas mediam o metano derretendo o gelo (ele não se dissolve em água) e mediam o dióxido de carbono triturando o gelo.