XVII. A formação do gelo marinho

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O gelo marinho é característico de regiões polares, cobrindo, no inverno, uma extensão de cerca de 5% da área total do Hemisfério Norte e de 8% da do hemisfério Sul. Além das regiões polares, o gelo marinho também é encontrado, nas épocas mais frias do ano, em latitudes mais baixas como, por exemplo, no Mar Báltico e nos fiordes da Escandinávia.

O gelo marinho antártico inicia sua formação ao redor das margens continentais. Este chega a cobrir, no inverno, uma área oceânica de cerca de 20 milhões de Km2, diminuindo consideravelmente no verão quando ocupa uma área de, aproximadamente, 2 milhões de Km2 (figura 1).


antartida17aFigura 1: Extensão do gelo marinho antártico no inverno (à esquerda) e no verão (à direita). Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/SeaIce/page4.php.


A formação de gelo do mar é um processo relativamente lento que requer o resfriamento da coluna d´água a temperaturas próximas ao seu ponto de congelamento (- 1,8 ºC), até a cerca de 100 - 150 metros de profundidade. A razão para esse fenômeno é um tanto complexa, mas o que ocorre, resumidamente, é o seguinte: a água doce congela a 0ºC, mas a sua densidade máxima é a 4ºC. Quando a temperatura do ar está muito fria, a água a 4 ºC, por ser mais densa, afunda enquanto que a água no ponto de congelamento a 0 ºC flutua. Desta maneira o gelo se forma de cima para baixo. A água do mar, por ser salgada, tem sua densidade máxima próxima ao ponto de congelamento fazendo com que esta tenda a afundar enquanto que a água mais quente, que está embaixo, sobe formando uma célula de convecção. Quando a temperatura do ar é suficientemente fria para fazer com que uma boa profundidade da coluna d´água está toda resfriada ao ponto de congelamento, a convecção diminui e a água do mar começa a congelar. O gelo, por sua vez, é menos denso e durante sua formação ele expulsa o conteúdo de sal tornando-se menos denso ainda, o que faz com que ele flutue. Parte do sal expulso pelo gelo fica retida em canais no seu interior. Estes são os chamados “canais de salmoura” que abrigam diversos tipos de comunidades vivas, como veremos no próximo artigo.

Dependendo das condições hidrodinâmicas locais a formação do gelo no inverno passa por diferentes etapas, até a formação de uma camada sólida continua. De forma geral, a formação se inicia com pequenos cristais de 3 a 4 mm de diâmetro que são chamados, em inglês, de “frazil ice” (figura 2 a). Esses cristais se acumulam e, conforme a temperatura desce, eles se ligam e se consolidam em estruturas que se parecem com grandes panquecas recebendo, em inglês, o nome de “pancake ice” (figura 2 b). As panquecas por sua vez também se consolidam e formam os chamados “ice sheets” (figura 2 c) ou “lençóis de gelo”. No decorrer do inverno estes continuam a crescer chegando, em média, a cerca de 2 metros de espessura no oceano ártico e a 1 metro de espessura no antártico.

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Figura 2: A) frazil ice, B) pancake ice, C) Ice sheet. Fontes: http://antarcticfudgesicles.wordpress.com/2011/02/17/pancake-ice/ e  http://www.redorbit.com/news/science/1112531900/antarctic-ice-sheet-may-begin-melting-rapidly-by-centurys-end/

Em áreas costeiras, como no mar de Weddell e no mar de Ross, encontram-se as chamadas plataformas de gelo que são formadas, na realidade, por gelo de origem terrestre que flui como rios congelados e avança continuamente em direção ao mar. Conforme a plataforma avança mar a dentro suas bordas se tornam muito pesadas e quebram formando os icebergs que têm, portanto, origem da neve acumulada no continente. No inicio, todos os icebergs são tabulares, mas assumem diferentes formas de acordo com a ação das ondas e do vento.

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Figura 3. Figura 3: Iceberg tabular recém formado. Foto de Sunhild Wilhelm

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Figura 4. Iceberg antigo. Foto de Debbie Nail Meyer

 

Leitura sugerida:

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/939404/sea-ice/257553/Ice-salinity-temperature-and-ecological-interactions

http://nsidc.org/cryosphere/seaice/index.html

 

Autores:; Carlos Eduardo Malavasi Bruno; Cathrine Børseth; Juliana Viana Marinho
Coordenador:  Prof. Dr. Vicente Gomes

 

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