Evolução de lagos marginais ao gelo em resposta à retração de geleiras nas Ilhas Nelson e Rei George, Antártica Maritima

Abstract

Esta dissertação objetiva caracterizar os lagos marginais ao gelo e investigar a sua variação em resposta à retração de geleiras nas ilhas Rei George (IRG) e Nelson (IN), Antártica Marítima, desde 1988. Os dados de sensores orbitais possibilitaram a realização de um inventário dos lagos glaciais nas áreas livres de gelo da IRG e IN e a geração de um Sistema de Informações Geográficas. A variação de área e número dos lagos e da perda de área das geleiras associadas foi estimada com dados de imagem de satélite Landsat, Digital Globe, Planet Scope, Spot, WorldView-2, e Sentinel-2. Para a análise geomorfométrica foram utilizados MDE Tandem-X e REMA. Foram analisados também dados observacionais e por Reanálise da temperatura média superficial do ar anual dos meses de inverno. Os lagos foram classificados por técnicas de agrupamento e estatística multivariada. Há 200 lagos, cobrindo um total de 2,34 km² de área, nas áreas livres de gelo das IN e IRG e se distribuem principalmente nos setores costeiros com baixas declividades (0-20%) e elevações (0-40m). Um banco de dados em um Sistema de Informações Geográficas do inventário dos lagos, para 1988/1989, 2000/2003 e 2018, é apresentado. Ocorreu um aumento de 455% na área total de lagos (de 0,18 km² para 1,02 km²) desde 1988/1989. O maior percentual de aumento na área total dos lagos, 190% na IN e 308% na IRG, ocorreu no período 1988-2000/2003. No período seguinte (2000- 2018), houve uma desaceleração no aumento dos lagos (56% na IN e 46% na IRG) e na perda de área das geleiras. Um contínuo processo de perda de área ocorreu nas geleiras que alimentam os lagos desde 1988. Nas recentes décadas, algumas geleiras passaram de término marinho para em terra (e.g. Wanda, Znosco e Windy) e formaram lagos. Os lagos que apresentaram maiores variações percentuais de área foram os marginais ao gelo, ou seja, os alimentados por aporte de água de degelo glacial, destacando-se as áreas livres de gelo associadas à retração das geleiras Wanda, Viéville, Znosco e Anna Sul (636%, 214%, 173% e 110%, respectivamente). As menores variações percentuais (83%, 71%, 68%, 43% e 20%) ocorrem em lagos nas áreas livres de gelo associadas à retração das geleiras Baranowski, Polar Club (Península Potter), da calota de gelo da ilha Nelson, da geleira Fourcade (Península Barton) e das áreas livres de gelo na península Fildes, respectivamente. O aquecimento atmosférico, retenção da água de degelo glacial e a coalescência de lagos pequenos e costeiros influenciam a evolução dos lagos marginais ao gelo em escala decadal. As áreas com maiores mudanças devem ser monitoradas para verificar os impactos destas alterações na paisagem e na biota local, além de entender como o ambiente está respondendo às mudanças climáticas recentes na região.

This dissertation aims to characterize the ice-marginal lakes and investigate their variation in response to glacier shrinkage in King George (KGI) and Nelson Islands (NI), Maritime Antarctic, since 1988. Spaceborne remote sensing data were applied in a glacial lake inventory and a GIS elaboration. Lake and glacial fluctuations are estimated using Landsat, Digital Globe, Planet Scope, Spot, WorldView-2, e Sentinel2. DEM Tandem-X and REMA were used for geomorphometrical analysis. In addition, annual mean surface air temperature data by station observations and the ERAInterim reanalysis data were analyzed. Lake were grouped by multivariate statistics techniques. There are 200 glacial lakes covering an area of 2.34 km² in NI and KGI, there lakes are primarily located in lower (0-40 m) elevation and slopes (0-20%) sectors of the forelands. A glacial lake inventory is presented in this study for 1988/1989, 2000/2003 and 2018. The area of glacial lakes has expanded 455%. The increase in lake areas were 190% in IN and 308% in IRG for 1988-2000/2003 period. There is a deceleration in lake expansion and glacier shrinkage in both islands (56% for NI and 46% for KGI) in the following period. A continuous glacier area loss was reported since 1988. The Wanda, Znosco and Windy glaciers showed the marine to land-terminating changes in last decades. Wanda, Viéville, Znosco and Anna Sul icemarginal lakes have higher expansion (636%, 214%, 173% and 110%, respectively) if compared with lakes of the ice-free land areas exposed by Baranowski Glacier, Polar Club Glacier (Potter Peninsula), NI Ice Cap, Fourcade Glacier (Barton Peninsula) shrinkages, and in Fildes Peninsula ice-free areas (83%, 71%, 68%, 43% and 20% respectively). The atmospheric warming, the increase of the meltwater glacier discharge, and the coalescence of small and shallow lakes to play important roles in ice-marginal lakes evolution at decadal-scale variations. The areas with the higher changes should be monitored to verify the impacts of these changes on the landscape and on the local biota and to understanding how the environment is responding to recent climate changes.