Antarctic Environments and Climate Change

Qual é o objectivo da investigação do GIPCA?

O nosso objectivo é estudar e compreender a distribuição e características do permafrost das Ilhas Livingston e Deception (Shetlands do Sul, Península Antárctica), identificar os factores que o condicionam, e monitorizar o seu comportamento face às variações climáticas.

Que técnicas e métodos de investigação são usados pelo GIPCA?

Cartografia das formas de relevo e processos indicadoras da presença de permafrost.
- Prospecção geofísica para identificar as características do permafrost (por ex.: presença/ausência, teor em gelo, espessura da camada activa).
- Escavação na camada activa para observação do permafrost.
- Monitorização térmica da camada activa e do permafrost (TSP e CALM-S).
- Monitorização meteorológica.
- Estudo do balanço radiativo do solo.
- Estudo da cobertura de neve do solo.
- Detecção remota da neve.

O que é o permafrost?

Permafrost é o solo (incluindo rocha, matéria orgânica e a água no solo) que permanece a temperaturas inferiores a 0ºC por períodos superiores a 2 anos (Everdingen, 1998).
O permafrost pode ter uma espessura de menos de 1m até mais de 1km, e ocupa áreas muito extensas da Terra, estendendo-se por 23.000.000 km2 no Hemisfério Norte. Na Antárctida, todo o continente tem permafrost, excepto nas áreas onde a pressão do gelo da calote glaciária induzem a fusão basal.

Qual a importância de estudar o permafrost na região da Península Antárctica?

A região onde actualmente centramos os nossos trabalhos são as Ilhas Shetlands do Sul (Livingston e Deception), um arquipélago localizado próximo da Península Antárctica, uma das regiões do Globo onde se tem verificado um dos mais acentuados aumentos das temperaturas médias do ar. Esse aumento da temperatura do ar foi de cerca de 2,5ºC nos últimos 50 anos e tem tido importantes consequências ao nível do degelo dos glaciares e das plataformas de gelo da região.
Além das consequências indicadas acima, as variações climáticas têm também influência nas temperaturas do solo (substrato), sendo de particular interesse aquelas exercidas no permafrost (substrato permanentemente gelado). A partir do momento em que o permafrost se degrada (funde), iniciam-se trocas químicas entre o solo e a atmosfera, havendo a libertação de gases de efeito de estufa, como o Dióxido de Carbono e o Metano. Este efeito é especialmente importante no hemisfério norte (especialmente na Sibéria), pois nessa região o permafrost é actualmente um gigantesco reservatório de carbono, o qual, ao ser libertado para a atmosfera vai gerar um enorme aumento na concentração de gases de efeito de estufa.
Contudo, o permafrost antárctico está pouco estudado e a forma como está a reagir às mudanças climáticas globais, permanece como um grande vazio no conhecimento científico. Apesar do conteúdo em carbono do permafrost antárctico ser menor do que o do permafrost do Árctico, o seu estudo é muito importante pois permite fornecer dados, especialmente térmicos, a serem integrados nos Modelos de Circulação Global da Atmosfera, para a sua validação e calibração. Neste âmbito, está-se actualmente a estender à Antárctida a Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P), um programa da WMO/GCOS -Organização Meteorológica Mundial/Sistema Global de Observação do Clima, no qual o projecto PERMAMODEL se encontra enquadrado, ao fazer parte do programa TSP - Permafrost Observatory Project do Ano Polar Internacional 2007-08. Aliás, a instalação de observatórios de monitorização do permafrost é o objectivo principal do PERMAMODEL.
O conhecimento dos factores que determinam a distribuição e características das Ilhas Livingston e Deception, permitir-nos-á, aplicar os modelos desenvolvidos a outros sectores da Península Antárctida, ampliando a gama das espacial das aplicações dos estudos agora em desenvolvimento.
Ao contrário do Árctico, onde o permafrost tem sido intensivamente estudado, e onde existe um bom mapa da distribuição do permafrost, na Antárctida não foi ainda feito o mapa correspondente. Esse é, aliás, um dos objectivos da International Permafrost Association para a Ano Polar Internacional 2007-08, e que deverá ser apresentado na Conferência Internacional do Permafrost a realizar em Fairbanks, Alasca.
Ainda no que respeita ao permafrost da Antárctida, e embora este não seja um objectivo do nosso estudo, pensa-se que os restos mais antigos de seres vivos cuja a reanimação é biologicamente viável, se encontrem congelados no permafrost da Antárctida que em algumas regiões tem vários milhões de anos de idade.

O estudo do permafrost é uma prioridade científica internacional?

Sim! O permafrost é reconhecido internacionalmente como um componente fundamental da criosfera terrestre, e várias organizações consideram o seu estudo uma prioridade científica, por exemplo:
- O CliC (Climate and Cryosphere), que é um programa central dentro WRCP – World Climate Research Programme inclui o permafrost dentro das áreas prioritárias.
-  SCAR – Scientific Committee for Antarctic Research tem um Expert Group sobre Permafrost Antárctico.
- a International Permafrost Association dedica-se ao estudo do permafrost e tem um grupo de trabalho sobre Permafrost antárctico.
- O Joint Scientific Committee para o Ano Polar Internacional 2007-08 designou vários projectos de estudo do permafrost, como Core Projects, dos quais dois contam com a colaboração do grupo do CEG-UL (Projectos ANTPAS e TSP).
- A Organização Meteorológica Mundial tem um programa de monitorização do Permafrost ligado ao GCOS, e que se designa por GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost).
- o permafrost é um tema central na ACCO-Net (Arctic Circum-Polar Coastal Observatory Network).
- o programa CAPP (Carbon Pools in Permafrost Regions), que tem como objectivo quantificar o carbono presente no permafrost.
 - O permafrost é também de grande interesse para as ciências planetárias, pois está presente na maior parte dos planetas do sistema solar (por ex.: Marte, que é, por excelência, o domínio do permafrost).