O descongelamento do permafrost está cheio de partículas formadoras de gelo que podem entrar na atmosfera

A Grande Ideia

O permafrost solo congelado no extremo norte  está descongelando, liberando gases de efeito estufa e micróbios há muito perdidos. Mas uma coisa que os cientistas não estudaram extensivamente é se o permafrost contém certos tipos de partículas que poderiam afetar nuvens e clima.

Cientistas atmosféricos descobriram em um estudo recente que o  permafrost contém muitas partículas microscópicas de nucleação de gelo. Essas partículas facilitam o congelamento das gotículas de água, e se entrarem em contato com ar pode afetar as nuvens do Ártico.

No verão de 2018, a pesquisadora Jessie Creamean, foi a Fairbanks, no Alasca e coletou amostras de permafrost de um túnel de pesquisa no subsolo. Essas amostras variaram de 18.000 a 30.000 anos de idade e nossa equipe as testou para ver quantas partículas nucleares de gelo estão escondidas no permafrost.

Acontece que o permafrost contém uma tonelada delas  até 100 milhões de partículas individuais altamente ativas por grama de micróbios mortos e pedaços de plantas. Essa densidade está em par com o que é encontrado em solos férteis, que são algumas das fontes mais concentradas de partículas de nucleação de gelo na Terra. Em todo o mundo, partículas de nucleação de gelo normalmente desempenham um papel importante no comportamento das nuvens, e a força desse efeito ainda está sendo estudada.

Por que isso importa

Ninguém ainda sabe se partículas de nucleação de gelo do permafrost estão entrando na atmosfera e afetando nuvens. Mas a teoria de como partículas de nucleação de gelo mudam as nuvens é entendida.

As nuvens são compostas de bilhões de pequenas gotículas de água ou cristais de gelo muitas vezes uma mistura de ambos. Uma nuvem é como uma floresta de árvores: todas as gotículas de água da nuvem requerem uma semente  uma pequena partícula de aerossol para se formar e crescer. Quase qualquer pequeno grão de material da terra ou do oceano pode ser a semente de uma gota de nuvens líquidas. Devido à sua habilidade única de alinhar moléculas de água em uma rede de gelo, eles ajudam o líquido super-resfriado em uma nuvem a congelar em temperaturas mais altas.

Partículas de nucleação de gelo são extremamente boas na formação de pequenos cristais de gelo uma habilidade rara encontrada em menos de 1 em um milhão de todas as partículas flutuando no ar. Partículas de nucleação de gelo podem ser pó mineral de desertos, partículas de solo de campos agrícolas ou como o que encontramos no permafrost bactérias e pedaços de material biológico de oceanos ou plantas.

A capacidade de formar facilmente gelo tem grandes consequências para nuvens e clima.

Na maioria das vezes, gotículas de água no ar precisam congelar antes que possam cair no chão como neve ou chuva. Partículas de nucleação de gelo permitem que o gelo das nuvens se forme a temperaturas mais quentes do ar do que o normal, até cerca de 28 graus Fahrenheit. Sem essas partículas, uma gota d’água pode variar para cerca de 36 F negativo antes de congelar. Quando partículas de nucleação de gelo estão em uma nuvem, gotículas de água congelam mais facilmente. Isso pode fazer com que a nuvem chova ou caia neve e desapareça mais cedo e reflita menos luz solar.

O que ainda não se sabe

Nosso trabalho descobriu que há muitas dessas partículas de nuclear de gelo no permafrost descongelante, o que é importante porque o permafrost cobre 24% da superfície terrestre exposta no Hemisfério Norte. A questão agora é se essas partículas estão entrando na atmosfera ou não. Nenhum outro pesquisador que estamos cientes analisaram o efeito do permafrost na formação de nuvens, ou os mecanismos pelos quais partículas de nucleação de gelo do permafrost se tornam transmitidas pelo ar.

Nós imaginamos que partículas de nuclear de gelo do permafrost descongelante poderiam entrar em lagos e rios, chegar às águas costeiras do Oceano Ártico e se espalhar por grandes áreas. Então, os ventos poderiam ejetar essas partículas de nucleação de gelo no ar, onde poderiam aumentar o congelamento das nuvens e afetar o clima.

Ainda há muitas incógnitas e muito trabalho a fazer.

O que vem a seguir

Neste verão, estamos nos unindo a colegas do Laboratório de Pesquisa e Engenharia das Regiões Frias em Fairbanks e do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica em Boulder, Colorado, para partir para uma expedição de seis semanas à tundra do Ártico do Alasca. Coletaremos centenas de amostras de permafrost, água do lago, água do rio, água costeira do oceano e amostras de ar para ver se partículas de nucleação de gelo do permafrost estão presentes, e em que quantidades. Nosso objetivo é usar esses achados em modelos para prever como o degelo do permafrost poderia alterar as nuvens da região.

Jessie Creamean é pesquisadora da Universidade Estadual do Colorado. Thomas Hill é um cientista de pesquisa da Universidade Estadual do Colorado.

Declaração de divulgação: Jessie Creamean recebe financiamento para este trabalho da National Science Foundation (Prêmio OPP-1946657). Thomas Hill recebe financiamento para este trabalho da National Science Foundation (Prêmio OPP-1946657).

Fonte Matéria  The Conversation.